Ilustracija napravljena u ChatGPT-u
U revolucionarnoj demonstraciji teleportacije, ključne jedinice kvantnog procesora uspješno su raspoređene na više računara, potvrđujući mogućnost distribucije kvantnih modula bez kompromisa u njihovoj performansi.
Iako se transfer odvijao na razdaljini od samo dva metra u laboratoriji Univerziteta Oxford, ovaj eksperiment jasno pokazuje da je moguće skalirati kvantnu tehnologiju tako što će se kvantna stanja teleportovati kroz “internet” povezanih sistema.
Kako funkcioniše kvantna teleportacija?
Teleportacija u kvantnoj fizici je fenomen koji prkosi svakodnevnoj intuiciji – u ovom kontekstu, objekti postoje u superpoziciji, odnosno u više mogućih stanja istovremeno, dok ih proces mjerenja ne prisili da usvoje jedno određeno stanje.
Kada se dva kvantna sistema međusobno isprepletu u procesu poznatom kao kvantna spregnutost (entanglement), može se pažljivo odabrati određeni način mjerenja jednog od njih, što omogućava da udaljeni spregnuti objekat automatski preuzme kvantno stanje prvobitnog objekta – dok se ono u izvornom objektu uništava.
Iako ovo nije teleportacija kakvu viđamo u naučnoj fantastici, gdje se ljudi trenutno prenose kroz prostor, savršena je za dijeljenje kvantnih informacija potrebnih za logičke operacije u kvantnim procesorima, prenosi Science Alert.
“Prethodne demonstracije kvantne teleportacije bile su usmjerene na prijenos kvantnih stanja između fizički odvojenih sistema,” objašnjava vodeći autor studije, Dougal Main, fizičar sa Univerziteta Oxford.
“U našem istraživanju koristimo kvantnu teleportaciju kako bismo omogućili interakciju između tih udaljenih sistema.”
Nova era kvantnog računarstva
Klasični računari koriste binarne prekidače (0 ili 1) za izvođenje računarskih operacija, dok kvantni računari koriste kubite (qubits) – čestice koje mogu istovremeno biti u više matematički složenih stanja. Najčešće se ti kubiti baziraju na karakteristikama naelektrisanih atoma.
Kako bi kvantni računar bio praktičan, stotine ili čak hiljade ovih čestica moraju se međusobno ispreplesti u kontrolisanom okruženju, bez vanjskih smetnji koje bi mogle narušiti osjetljive kvantne kalkulacije.
Širenje kvantnih sistema do tog nivoa predstavlja ogroman izazov jer zahtijeva zaštitu od grešaka i izolaciju kako bi kvantna stanja ostala stabilna dovoljno dugo da se mogu izmjeriti.
Jedno od mogućih rješenja je povezivanje manjih kvantnih procesora u mrežu kako bi se stvorila kvantna supermašina. Iako je teorijski moguće prenositi kvantne informacije putem svjetlosnih valova, postoji rizik da bi se njihova stanja nepovratno narušila tokom prijenosa, što ovaj pristup čini nepraktičnim.
Teleportacija, s druge strane, koristi klasične metode prijenosa podataka – putem binarnih signala. Kada se mjerne informacije prenesu klasičnim putem, udaljeni sistem može prilagoditi svoj spregnuti kubit tako da on postane identičan originalnom.
U eksperimentu Univerziteta Oxford, ključni kvantni element koji je teleportovan imao je 86-postotno poklapanje s originalnim stanjem, što je bilo dovoljno precizno da se koristi kao logička kapija u kvantnoj operaciji poznatoj kao Groverov algoritam. Taj algoritam je ostvario 71-postotnu tačnost pri radu s dva povezana kvantna procesora.
“Povezivanjem kvantnih modula pomoću fotonskih linkova, naš sistem dobija značajnu fleksibilnost, omogućavajući nadogradnju ili zamjenu modula bez ometanja cijele arhitekture,” dodaje Main.
Šta ovo znači za budućnost kvantnih mreža?
Mogućnost restrukturiranja kvantnih mreža može značajno proširiti primjene kvantne tehnologije, omogućavajući računarima da budu korišteni u fundamentalnim istraživanjima fizike.
Ovaj revolucionarni eksperiment otvara vrata kvantnom internetu, gdje bi se kvantni procesori mogli bežično povezivati i razmjenjivati podatke teleportacijom, čime bi se izbjegle klasične prepreke u prijenosu kvantnih informacija.
Ovo istraživanje je objavljeno u prestižnom naučnom časopisu Nature.
About Author
