Ostvaren je značajan napredak u oblasti kvantnog računarstva. Veliki globalni igrači, kao što su Google i IBM, već nude usluge kvantnog računarstva zasnovane na oblaku. Međutim, kvantni računari još uvek ne mogu da pomognu u problemima koji se javljaju kada standardni računari dođu do granica svojih kapaciteta jer je dostupnost kubita ili kvantnih bitova, odnosno osnovnih jedinica kvantnih informacija, još uvek nedovoljna.
Jedan od razloga za ovo je taj što goli kubiti nisu od neposredne upotrebe za pokretanje kvantnog algoritma. Dok binarni bitovi uobičajenih računara čuvaju informacije u obliku fiksnih vrednosti 0 ili 1, kubiti mogu istovremeno predstavljati 0 i 1, što dovodi u igru verovatnoću njihove vrednosti. Ovo je poznato kao kvantna superpozicija.
To ih čini veoma podložnim spoljnim uticajima, što znači da se informacije koje čuvaju mogu lako izgubiti. Da bi se osiguralo da kvantni računari daju pouzdane rezultate, neophodno je generisati istinsko zapletanje da bi se spojilo nekoliko fizičkih kubita da bi se formirao logički kubit. Ako jedan od ovih fizičkih kubita ne uspe, ostali kubiti će zadržati informacije. Međutim, jedna od glavnih poteškoća koja sprečava razvoj funkcionalnih kvantnih računara je veliki broj potrebnih fizičkih kubita.
Mnogo različitih koncepata se koristi da bi kvantno računarstvo postalo održivo. Velike korporacije se trenutno oslanjaju na superprovodne čvrste sisteme, na primer, ali oni imaju nedostatak što funkcionišu samo na temperaturama blizu apsolutne nule. Fotonski koncepti, s druge strane, rade na sobnoj temperaturi.
Pojedinačni fotoni ovde obično služe kao fizički kubiti. Ovi fotoni, koji su, u izvesnom smislu, male čestice svetlosti, inherentno deluju brže od kubita u čvrstom stanju, ali se u isto vreme lakše gube. Da bi se izbegli gubici kubita i druge greške, neophodno je spojiti nekoliko jednofotonskih svetlosnih impulsa zajedno da bi se konstruisao logički kubit — kao u slučaju pristupa zasnovanog na supravodnicima.
Istraživači Univerziteta u Tokiju zajedno sa kolegama sa Univerziteta Johanes Gutenberg u Majncu (JGU) u Nemačkoj i Palackog univerziteta Olomouc u Češkoj nedavno su demonstrirali novo sredstvo za konstruisanje fotonskog kvantnog računara. Umesto da koristi jedan foton, tim je koristio laserski generisani svetlosni impuls koji se može sastojati od nekoliko fotona. Istraživanje je objavljeno u časopisu Science.
„Naš laserski puls je pretvoren u kvantno optičko stanje koje nam daje inherentni kapacitet da ispravimo greške“, izjavio je profesor Peter van Lok sa Univerziteta u Majncu. „Iako se sistem sastoji samo od laserskog impulsa i stoga je veoma mali, može — u principu — odmah iskoreniti greške. Dakle, nema potrebe da se generišu pojedinačni fotoni kao kubiti putem brojnih svetlosnih impulsa, a zatim da oni interaguju kao logički kubiti.
„Potreban nam je samo jedan svetlosni impuls da bismo dobili robustan logički kubit“, dodao je van Lok. Drugim rečima, fizički kubit je već ekvivalentan logičkom kubitu u ovom sistemu – izvanredan i jedinstven koncept. Međutim, logički kubit eksperimentalno proizveden na Univerzitetu u Tokiju još uvek nije bio dovoljnog kvaliteta da obezbedi neophodan nivo tolerancije greške. Bez obzira na to, istraživači su jasno pokazali da je moguće transformisati neuniverzalno ispravljive kubite u kubite koji se mogu ispraviti koristeći najinovativnije kvantne optičke metode.
