Tim naučnika je razvio najmanji kvantni računar na svetu, veličine običnog desktop računara, koji može raditi na sobnoj temperaturi. Ova inovativna mašina koristi samo jedan foton, ili česticu svetlosti, smeštenu u ringasti optički kabl, prema istraživanju objavljenom 3. septembra u časopisu Physical Review Applied. Ovaj uređaj predstavlja dokaz koncepta i sposoban je da izvrši matematičke operacije, uključujući faktorizaciju prostih brojeva — na primer, 15 = 5 x 3.
Dok mnogi kvantni računari, poput IBM-ovog Condor čipa sa 1.000 kvbita, koriste supravodljive kvbite, oni moraju biti ohlađeni gotovo do apsolutne nule da bi mogli iskoristiti zakone kvantne mehanike. Ovo zahteva složenu opremu koja obično zauzima prostor veličine sobe.
Foton kao alternativna opcija za supravodljive kvbite već dugo se razmatra u oblasti poznatoj kao „optical quantum computing“. U februaru su naučnici predložili da bi izgradnja kvbita iz jednog laserskog impulsa mogla omogućiti stabilan kvantni računar na sobnoj temperaturi.
U novom istraživanju, naučnici su konstruisali mašinu koja može obrađivati proračune na sobnoj temperaturi, čime se eliminiše potreba za hlađenjem. Kvantni računar čuva informacije u „32 vremenske dimenzije“ unutar talasnog paketa jednog fotona, što predstavlja svetski rekord za broj dimenzija koje mogu biti dostupne iz jednog kvbita.
Za razliku od supravodljivih kvbita, fotoni mogu održavati stabilno kvantno stanje na sobnoj temperaturi, što čini ovu kvantnu mašinu manje energetski zahtevnom i jeftinijom za rad. Takođe, efikasnija je od sistema koji koriste kvbite zarobljenih iona — naelektrisanih čestica suspendovanih u slobodnom prostoru pomoću elektromagnetnih talasa, koji zahtevaju složene lasere za precizno podešavanje njihovog kvantnog stanja.
Iako već postoje optički kvantni računari sa stotinama fotona, njihovo upravljanje je izazovno zbog njihove probabilističke prirode — fotoni se pojavljuju i nestaju. Umesto toga, tim je uspeo da kompresuje sve informacije u jedan stabilni foton, upoređujući ovo postignuće sa transformacijom bicikla koji može nositi jednu osobu u voz od 32 vagona koji može primiti veliki broj putnika.
Naučnici planiraju da nastave sa unapređenjem kapaciteta skladištenja jednog fotona kako bi mogli obraditi još složenije proračune. Zbog korišćenja fotona kao kvbita, ovaj računar se može lako integrisati u buduće kvantne komunikacione mreže koje koriste svetlost za prenos podataka, kao i sa drugim sistemima klasičnog računanja zasnovanim na svetlosti.
