Η νέα ιδέα στους κβαντικούς υπολογιστές δεν βασίζεται στο φως, αλλά στις δονήσεις

Η ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών συνεχίζεται με γρήγορους ρυθμούς και μια νέα έρευνα από το ETH Zurich παρουσιάζει μια διαφορετική προσέγγιση στον τρόπο αποθήκευσης των κβαντικών δεδομένων. Αντί να χρησιμοποιείται η κλασική ηλεκτρομαγνητική μνήμη, οι επιστήμονες κατάφεραν να αποθηκεύσουν πληροφορίες σε εξαιρετικά μικρές μηχανικές δονήσεις μέσα σε έναν πειραματικό επεξεργαστή που έχει μέγεθος μόλις όσο ένα μικρό νύχι.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον φυσικό Yiwen Chu, σχεδίασε ένα σύστημα όπου ο κβαντικός επεξεργαστής και η μνήμη λειτουργούν ως ξεχωριστά τμήματα, ακολουθώντας μια λογική που θυμίζει τους σημερινούς υπολογιστές. Όπως ένας συμβατικός υπολογιστής διαθέτει επεξεργαστή και μνήμη RAM, έτσι και το νέο πρωτότυπο χρησιμοποιεί ένα υπεραγώγιμο qubit για τους υπολογισμούς και ειδικούς μηχανικούς συντονιστές για την προσωρινή αποθήκευση των κβαντικών πληροφοριών. 
 
Το σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι οι μηχανικοί συντονιστές μπορούν να φιλοξενήσουν πολλές διαφορετικές καταστάσεις μνήμης σε πολύ μικρότερο χώρο σε σχέση με τις ηλεκτρομαγνητικές λύσεις που χρησιμοποιούνται σήμερα. Παράλληλα, διατηρούν τις κβαντικές καταστάσεις για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ενώ ο επεξεργαστής αναλαμβάνει τις γρήγορες και πολύπλοκες λειτουργίες.

Για να αποδείξουν ότι η αρχιτεκτονική τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πράξη, οι ερευνητές υλοποίησαν δύο βασικές διαδικασίες της κβαντικής πληροφορικής, τον Κβαντικό Μετασχηματισμό Fourier και έναν αλγόριθμο εύρεσης περιόδου. Τα πειράματα έδειξαν ότι το σύστημα μπορούσε να αποθηκεύει, να ανακτά και να επεξεργάζεται κβαντικές πληροφορίες χωρίς να χάνει τη συνοχή που απαιτούν οι υπολογισμοί. 
 
Οι επιστήμονες τονίζουν ότι δεν πρόκειται για έναν ολοκληρωμένο εμπορικό κβαντικό υπολογιστή, αλλά για μια σημαντική απόδειξη ότι η μνήμη που βασίζεται σε μηχανικές δονήσεις μπορεί να αποτελέσει πρακτικό εργαλείο στις μελλοντικές κβαντικές αρχιτεκτονικές υπολογιστών.

Το επόμενο μεγάλο βήμα είναι να διαπιστωθεί αν η τεχνολογία αυτή θα διατηρήσει τα πλεονεκτήματά της όταν το σύστημα μεγαλώσει σε κλίμακα και αποκτήσει μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ και χωρητικότητα μνήμης.