Nepočítejte, že si na stejném stroji za pár měsíců zahrajete WOW nebo nejnovější díl Call of Duty. Nicméně s jeho pomocí můžeme přesněji určit, nakolik lze snížit dekoherenci u kvantových počítačů. Lidsky řečeno, ztrátu pozorovatelné informace, kterou zrovna u počítačů nevidíme příliš rádi. Digitální počítače jsou totiž dokonale koherentní. Pokud jim dáme sečíst 5+5, vždy dostaneme 10. Kvantový počítač vám ale může vrátit téměř jakoukoli hodnotu. V předcházejících plynných a kapalných systémech se proto vědci museli často vypořádávat s dekoherencí coby důsledkem použití malých a vysoce efektivních částic.
Diamantový počítač, jež vyvinuli v USC, využívá příměsí v krystalické stavbě a z nich vytváří dva kvantové bity/qubity. Jak jste si mohli přečíst v dřívější novince, qubit může reprezentovat současně hodnoty 0 i 1, což je zásadní rozdíl oproti počítačům s běžnými tranzistory. Uvedená vlastnost činí kvantový počítač extrémně rychlým, pokud se jej ovšem někomu podaří zvládnout.
Vědci použili neutron pro jeden qubit a elektron pro druhý. Uvedený pár byl následně podroben přesnému změření úrovně dekoherence. Menší elektron byl schopen realizovat rychlejší, ale více dekoherentní výpočty. Pomalejší neutron byl naproti tomu mnohem stabilnější. Při experimentu vědci zjistili, že série mikrovlnných pulsů směřující na diamantový počítač „resetujeô částice a redukuje ztrátu dat způsobenou dekoherencí.
Využitím jednoduché datové množiny a Groverova algoritmu se týmu USC podařilo prokázat, že vytvořili skutečný polovodičový kvantový počítač. Groverův algoritmus je matematickou demonstrací potenciálu kvantových počítačů. Řeší vysoce efektivně vyhledávání v rozsáhlých databázích.
Groverův algoritmus dle Tomáše Opatrného a Lukáše Richterka trochu názorněji:
„Představme si, že nám neznámá kráska zanechala své telefonní číslo a my si nemůžeme vzpomenout na její jméno. Můžeme vzít telefonní seznam a probírat jedno číslo po druhém. Kolik záznamu musíme přečíst, než padneme na ten správný? Sice můžeme mít
štěstí a být úspěšní hned napoprvé, můžeme však být smolaři a z N záznamu projít všechny. V průměru však budeme muset číst N/2krát. Groveruv kvantový algoritmus umožnuje, aby se počet čtení omezil na řádově odmocninu N. Tedy, pokud má seznam
milión položek, nemusíme jich přečíst 500 000, ale stačí zhruba jen tisíc.“
Při standardním vyhledávání bychom proto spotřebovali velké množství času. Diamantový počítač, který zkonstruovali v laboratořích USC, byl schopný nalézt správný záznam z 95 % na první pokus, což dalo vědcům jistotu, že stvořili skutečně funkční kvantový počítač. S uvedenými fakty můžete konstatovat, že máme již poměrně jasně naznačenou cestu od křemíkových tranzistorů.
Zdroj: ExtremeTech
