A világűrnél is hidegebben működhetnek a kvantumszámítógépek
A külső zavar nemcsak egyetlen qubitet befolyásolhat: a többire is átterjedhet, növelve a hibás válasz esélyét. A kvantumszámítógépek rendkívüli hűtése ezért a számítás megbízhatóságáról szól, működési hőmérsékletük pedig a világűrénél is alacsonyabb lehet.
A bit kapcsoló, a qubit inkább fényerőszabályzó
A hagyományos számítógép bitekkel számol. Ezeket apró kapcsolóként lehet elképzelni: értékük 1 vagy 0, vagyis bekapcsolt vagy kikapcsolt állapotban vannak. Mindegyik külön vált a két lehetőség között.
A qubit szemléltetésére inkább egy forgatható szabályzó alkalmas. Nem csupán két állapota lehet, hanem a be- és kikapcsolt helyzet között sokféle pozíciót vehet fel. A különbséget egy villanykapcsoló és egy fényerőszabályzó összevetése érzékelteti.
A hasonlatnak azonban van még egy eleme: minden qubithez tartozik egy „irány” is, amely szintén információt hordoz. A leírás tehát nem egyszerűen több kapcsolóállásról szól. Míg a bit értéke a két lehetőség egyike, a qubit többféle értéket hordozhat, két különböző irányban.
Az összekapcsolt qubitek nem külön dolgoznak
A másik eltérés az egyes információhordozók kapcsolata. A bitek önállóan váltanak állapotot, a qubitek viszont összekapcsolhatók. Ilyenkor az egyikükről megszerzett információ a többiről is elárul valamit.
Ezt egy összekötött forgatógombokból álló kezelőpulttal lehet szemléltetni: amikor az egyik gomb elfordul, a többi helyzete is vele változik. Nem egymástól független szabályzókról van tehát szó.
A kvantumszámítógép olyan algoritmusokat futtat, amelyekben a helytelen válaszok kioltják egymást, a helyes pedig megmarad. Erre a tó felszínén találkozó hullámok adják a hasonlatot: bizonyos helyeken gyengítik, másutt erősítik egymást. A számítás leírásában ez a kioltás és erősítés kap szerepet.
A hideg az érzékeny állapotok miatt fontos
A forgatógombos kép egyúttal a nehézséget is megmutatja: ezek a képzeletbeli szabályzók rendkívül kényesek. Egy külső hatás megzavarhatja őket, és a zavar végigterjedhet az összekapcsolt rendszeren.
Itt kapcsolódik össze a qubitek működése és a szélsőséges hideg. A hűtés azért kerül előtérbe, mert a környezetből érkező zavarok növelik annak valószínűségét, hogy a gép helytelen eredményt ad. A kvantumszámítógépek ezért a világűrnél is hidegebb körülmények között működhetnek.
A cikk mesterséges intelligencia segítségével készült; a szerkesztőség ellenőrizte és jóváhagyta. Impresszum