Vědci po celém světě vytvářejí stroje, které obcházejí klasickou logiku. Využívají podivnosti kvantové mechaniky k řešení problémů, které konvenční počítače nedokážou. Zní to jako kouzlo, že? Není to kouzlo, ale je to blízko.
Tajemství spočívá v qubitech.
Klasické bity jsou binární. Vzácné, dokonce. 0 nebo 1. Žádné polotóny. Qubits? Existují v superpozici. To znamená, že jsou obě 0 a 1. Představte si kouli s nekonečným počtem bodů. To je potenciál qubitu.
A pak je tu zmatek. Propojte dva qubity, ovlivněte jeden – druhý bude reagovat. Okamžitě. Je to děsivé, ale pravdivé.
Představte si labyrint. Klasický počítač si vybere cestu, dostane se do slepé uličky a zkouší to znovu. Jeden po druhém. Pomalu. Kvantový počítač se dívá na labyrint shora. Vidí všechny cesty najednou. A kdy konečně změříte výsledky? Mlha se projasňuje. Příležitosti se hroutí. Dostanete jednu odpověď.
Tak. Co je to qubit skutečně?
Čestně? To ještě nikdo neví. Je to divoký západ. Natalie de Leon, která pracuje na Princetonské univerzitě a Google Quantum AI, to říká bez obalu: „Toto je zcela otevřené území.“ Poznamenává, že každá platforma má obrovská inženýrská rizika. Laboratoře však spoléhají na různá hardwarová řešení.
To je teď na stole.
Supravodivé qubity
Spoléhají na drobné obvody vyrobené z materiálů, které vedou elektřinu bez odporu – nulového odporu. K provozu vyžadují ultra nízké teploty. Kdy obvod absorbuje mikrovlnný foton? Výbojový zvuk. Qubit přejde ze stavu 0 do stavu 1. Vědci je milují pro jejich rychlost. Velmi rychle.
Solid State Spin Qubits
Tento přístup bere v úvahu jednotlivé částice. Totiž jejich točení. Řeč je o elektronech zachycených v polovodičích, defektech v křemíkových čipech nebo elektronech plovoucích na kapalném heliu. Hlavní plus? Výroba. Můžeme použít stávající polovodičové technologie k vytvoření čipů s nimi. Tuto část zvládneme.
Neutrální atomy
Neutrální znamená bez úplného nabití. Jsou snadno zachytitelné lasery, snadno se pohybují a jsou dobře čitelné. Stav je určen spinem elektronu nebo jádra. Výzkumníci je preferují kvůli jejich dobré škálovatelnosti. Chcete milion qubitů? Stačí přidat další atomy. Zní to snadněji než kabeláž pro supravodiče.
Fotonové qubity
Vyrobeno ze světla. Totiž z fotonů. Jejich stav závisí na prostorové trajektorii, po které se pohybují. Světlo se pohybuje rychle. Světlo se zdráhá interagovat s hlukem. Zastánci tvrdí, že je lze škálovat stejně jako klasické optické čipy. Nevyžaduje chlazení na teploty blízké absolutní nule? Zní to jako výhra. Zatím je to pravda.
Zachycené ionty
Ionty jsou nabité atomy. Vápník. Hořčík. Berylium. Elektromagnetická pole je udržují ve vzduchu. Lasery se otočí zády. Tato metoda vykazuje historicky nejnižší chybovost. Na přesnosti záleží ve světě náchylném k dekoherenci. Funguje to, ale udržet jednotlivé atomy v magnetické pasti je ošemetné.
Topologické qubity
Teoretickí snílci je pronásledují. Místo řetězců nebo atomů používají anony. Kvazičástice. Myšlenka je, že jsou ve své podstatě odolné proti chybám. Na hluku záleží méně. To je ten problém? Stále jsou většinou teoretickým konceptem. Vědci se stále snaží dokázat, že je vůbec lze vytvořit.
Závod není o tom, kdo dokáže postavit nejrychlejší qubit. Jde o to, který qubit přežije dostatečně dlouho, aby mohl dělat užitečnou práci.
Nikdo zatím nezná všechny odpovědi. Jednoduše vybíráme nástroje k provedení práce, která ještě nikdy nebyla. 🚀
