Editura Evenimentul si Capital

Calculatorul cuantic din diamant

diamond
Autor: | | 10 Comentarii | 1998 Vizualizari

Una dintre posibilele aplicaţii ale mecanicii cuantice este construirea unui calculator care să folosească principiile acestei teorii, suprapunerea de stări cunatice, şi anume calculatorul cuantic.

Recent a fost construit un prim calculator cuantic în stare solidă, într-un diamant. Chiar dacă la ora actuală acest embrion de calculator este capabil să folosească doar doi qubiţi, pe viitor se prevede o dezvoltare rapidă a sistemului, cu consecinţe incredibile.Mecanica cuantică este o teorie care, pe lângă descrierea lumii ce ne înconjoară, are un potenţial aplicativ enorm. Studii recente, pentru realizarea calculatoarelor cuantice sau a teletransportului, ar putea avea în viitor aplicaţii de nebănuit.Un grup de cercetători din Olanda (Politehnica din Delft) şi din USA (Iowa State University şi University of California, Santa Barbara) a reuşit să construiască un prototip al unui calculator cuantic în diamant, dotat cu sisteme de protecţie împotriva fenomenului de decoerenţă, fenomen care perturbă funcţionarea sistemului, ducând la obţinerea de rezultate greşite.Rezultatul acestui studiu a fost publicat în prestigioasa revistă „Nature” şi este extrem de important, deoarece demonstrează posibilitatea de a construi un calculator cuantic în stare solidă. Înaintea acestui studiu au fost realizate alte prototipuri de calculatoare cuantice, însă erau în stare gazoasă sau lichidă. Utilizarea stării solide este importantă, deoarece ar putea duce în viitor la realizarea de dispozitive cuantice de dimensiuni mult mai mari, adevărate calculatoare cuantice, care să fie, în plus, uşor de folosit. Calculatorul cuantic, realizat de echipa de cercetători, funcţionează cu doi biţi cuantici, numiţi qubiţi, reprezentaţi de proprietăţile a două componente atomice ale unor elemente prezente în diamant ca defecte. Primul qubit este reprezentat de spinul nucleului unui atom de azot, iar cel de-al doilea de spinul unui electron al unuia dintre elementele prezente ca impuritate în diamant.În cazul unui calculator tradiţional, un bit codifică 0 sau 1; un bit cuantic, un qubit, codifică simultan 0 şi 1, cu anumite probabilităţi; practic, o suprapunere de stări cuantice. Bitul clasic ar corespunde interpretării unei simfonii notă după notă, iar qubiţii unor acorduri complete şi complexe.Electronii, mult mai mici ca nucleele, permit efectuarea de calcule mai rapide, însă sunt victime ale fenomenului de decoerenţă  mult mai repede decat nucleele; cu nucleele calculele se efectuează mai încet, însă sistemul este mai stabil. Cât de stabil? La ora actuală un timp de milisecunde este considerat un timp extrem de lung! Cum au evitat cercetătorii fenomenul de decoerenţă? Au folosit impulsuri de microunde care inversau în mod continuu sensul de rotaţie al electronului, reuşind astfel să controleze sistemul şi proprietăţile acestuia. Creatorii acestui mini-calculator cuantic în diamant au reuşit să demonstreze că sistemul funcţiona în mod corect folosind aşa-numitul algoritm al lui Grover, care a fost inventat pentru computerele cuantice la Bell Labs de către Lev Grover în 1996.Ce anume au demonstrat cercetătorii? Algoritmul prevede un fel de căutare într-o listă, într-un data base; procesul este asemănător cu căutarea unui nume într-o carte de telefon dacă cunoaştem doar numărul de telefon. Un calculator cuantic, folosind tocmai proprietatea de suprapunere cuantică ce stă la baza funcţionării acestuia, reuşeşte să găsească numele mult mai rapid decât un calculator clasic. Noul calculator cuantic a reuşit să dea răspunsul corect din prima încercare în 95% din cazuri; nu este încă un rezultat perfect, dar este foarte promiţător pentru viitor.Dezvoltarea calculatoarelor cuantice este un obiectiv extrem de important; cine va reuşi în această aventură va avea la dispoziţie un instrument foarte puternic. Un instrument care ar putea să „spargă” codurile secrete ale băncilor sau ale structurilor militare ce se bazeaza pe folosirea calculatoarelor clasice. În plus, cine va dispunde de un calculator cuantic va avea inclusiv un protocol de transmitere a datelor sigur – eventuala interceptare a acestora de către cineva ar fi imediat remarcată. Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.

Loading...
Pagina 1 din 2



Alte articole din categoria: Clubul de ştiinţă

evz.ro
libertatea.ro
rtv.net
wowbiz.ro
b1.ro
cancan.ro
infoactual.ro
unica.ro
fanatik.ro
dcnews.ro

LASA UN COMENTARIU

Caractere ramase: 1000

CITEŞTE Şi
FACEBOOK
evz.ro

Articole salvate