Έχει η Quantum Computing τεράστιες δυνατότητες, αλλά αντιμετωπίζει πρόβλημα επεκτασιμότητας. Για να είναι χρήσιμο ένα τέτοιο μηχάνημα σε πραγματικούς όρους, πρέπει να συναρμολογηθούν πολλαπλοί κβαντικοί επεξεργαστές σε μία μόνο θέση. Αυτό αυξάνει τη δύναμη ενός επεξεργαστή, αλλά και το μέγεθός του, καθιστώντας το λιγότερο πρακτικό και πιο λεπτό. Οι επιστήμονες εργάζονται σε μια λύση που ακούγεται σαν κάτι από μια σειρά επιστημονικής φαντασίας: συνδέοντας απομακρυσμένους πυρήνες μεταξύ τους μέσω της “κβαντικής τηλεμεταφοράς” για να δημιουργήσουν ακόμα πιο ισχυρά μηχανήματα.
Η διαδρομή για τη μετάδοση των πληροφοριών αρχίζει να εμφανίζεται. Πρόσφατα, μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης ήταν σε θέση να στείλει τον πρώτο κβαντικό αλγόριθμο ασύρματα μεταξύ δύο ξεχωριστών κβαντικών επεξεργαστών. Οι δύο μικροί πυρήνες εκμεταλλεύτηκαν τη μοναδική τους φύση, συγκέντρωσαν τις δυνατότητές τους και σχημάτισαν έναν ανώτερο υπολογιστή για να λύσουν προβλήματα που κανένας από αυτούς δεν μπορούσε να λύσει ανεξάρτητα.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον μεταπτυχιακό φοιτητή Dougal Main, κατάφερε να πάρει μακρινά συστήματα για να αλληλεπιδράσει μεταξύ τους και να μοιραστεί τις λογικές πύλες χρησιμοποιώντας κβαντική εμπλοκή. Χάρη σε αυτό το κβαντικό μηχανικό φαινόμενο, ένα ζευγάρι συνδεδεμένων σωματιδίων, ακόμη και σε απόσταση, μπορεί να μοιραστεί την ίδια κατάσταση και ως εκ τούτου να μεταδίδει τις ίδιες πληροφορίες. Εάν κάποιος αλλάζει κατάσταση, το άλλο το αντικατοπτρίζει αμέσως.
Οι επιστήμονες της Οξφόρδης χρησιμοποίησαν κβαντική εμπλοκή για να στείλουν σχεδόν στιγμιαία βασικές πληροφορίες μεταξύ των υπολογιστών. Όταν τα δεδομένα ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις σύμφωνα με αυτή την αρχή, λέγεται ότι έχει συμβεί “κβαντική τηλεμεταφορά”. Αυτό δεν πρέπει να συγχέεται με τη συμβατική ιδέα της τηλεμεταφοράς, η οποία περιλαμβάνει μια υποθετική άμεση ανταλλαγή της ύλης στο διάστημα. Στο πείραμα, τα σωματίδια φωτός παρέμειναν στον ίδιο τόπο, αλλά η εμπλοκή επέτρεψε στους υπολογιστές να “βλέπουν” τις πληροφορίες και να εργαστούν παράλληλα.
Σύμφωνα με το ερευνητικό έγγραφο της ομάδας που δημοσιεύθηκε στη φύση, η κβαντική τηλεμεταφορά ενός αλγορίθμου ήταν δυνατή με φωτόνια και με μονάδες που χωρίζονται από δύο μέτρα. Η πιστότητα των πληροφοριών είχε ποσοστό 86 %. Το αποτέλεσμα αυτής της κατανεμημένης αρχιτεκτονικής κβαντικής πληροφορικής είναι αρκετά καλό ώστε να είναι μια βιώσιμη πορεία προς την τεχνολογία μεγάλης κλίμακας και το κβαντικό διαδίκτυο.
Οι διαδηλώσεις της κβαντικής τηλεμεταφοράς σε υπολογιστικά πλαίσια έχουν προκύψει προηγουμένως, αλλά έχουν περιοριστεί στη μεταφορά καταστάσεων μεταξύ των συστημάτων. Η δοκιμή του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης είναι διακριτική επειδή χρησιμοποίησε τηλεμεταφορά για να δημιουργήσει αλληλεπιδράσεις μεταξύ απομακρυσμένων πυρήνων. “Αυτή η ανακάλυψη μας επιτρέπει να” συνδέουμε αποτελεσματικά “διαφορετικούς κβαντικούς επεξεργαστές σε έναν ενιαίο, πλήρως συνδεδεμένο κβαντικό υπολογιστή”, αναφέρθηκε ο κύριος.
Εάν η κατανεμημένη τεχνολογία κβαντικής πληροφορικής συνεχίζει να αναπτύσσεται, η εποχή των γιγαντιαίων κβαντικών μηχανών μπορεί να είναι πίσω μας. Το πρόβλημα της επεκτασιμότητας θα μπορούσε ενδεχομένως να λυθεί με περισσότερα μηχανήματα που λειτουργούν μαζί μέσω της κβαντικής τηλεμεταφοράς. Προς το παρόν, ένας βασικός επεξεργαστής μπορεί να χειριστεί 50 Qubits, μια μονάδα κβαντικών πληροφοριών. Μερικοί επιστήμονες εκτιμούν ότι θα χρειαστεί μια μηχανή με την ικανότητα επεξεργασίας χιλιάδων ή εκατομμυρίων qubits για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων.
Ακόμη και χωρίς εμπλοκή, τα κβαντικά μηχανήματα είναι ήδη αρκετά ισχυρά για να λύσουν φαινομενικά αδύνατα προβλήματα. Η Willow, το Quantum Chip της Google, επιλύθηκε πρόσφατα μια εργασία αναφοράς που ονομάζεται Drandom Circuit Sampling σε πέντε λεπτά. Θα χρειαζόταν έως και 10 τετράγωνα χρόνια για έναν συμβατικό υπερυπολογιστή για να πάρει το ίδιο αποτέλεσμα.
Αυτή η ιστορία εμφανίστηκε αρχικά στο Wired en Español και έχει μεταφραστεί από τα ισπανικά.
