Enamik kvantarvuteid kasutab teabe salvestamiseks kubittides binaarkodeeringut – klassikaliste bittide 0 või 1 kvantanaloogina. Nende piiramine kahendsüsteemidega takistab neil seadmetel oma tegelikku potentsiaali ära kasutamast.
Seda silmas pidades on Thomas Monzi juhitud meeskond eksperimentaalfüüsika osakonnas Innsbrucki ülikool on edukalt välja töötanud kvantarvuti, mis suudab teha suvalisi arvutusi nn kvantnumbritega (qudits).
Kubitile sarnase jõudlusega kvantprotsessorid, võimaldab see lähenemine kõrgmõõtmelise natiivse simulatsiooni kvantsüsteemid ja kubitipõhiste algoritmide tõhusam rakendamine.
See uus kvantarvuti salvestab teavet üksikutesse lõksu jäänud kaltsiumi aatomitesse. Iga aatom koosneb kaheksast erinevast olekust. Tavaliselt kasutatakse teabe salvestamiseks nendest olekutest ainult kahte. Tõepoolest, peaaegu kõik olemasolevad kvantarvutid neil on juurdepääs rohkematele kvantolekutele, kui nad arvutamiseks kasutavad.
Thomas Monz ütles: "Peaaegu kõigil olemasolevatel kvantarvutitel on juurdepääs enamale kvantseisundid kui nad arvutamiseks kasutavad. Töötasime välja kvantarvuti, mis saab kasutada nende aatomite täielikku potentsiaali quditidega arvutades. Vastupidiselt klassikalisele juhtumile ei muuda rohkemate olekute kasutamine arvutit vähem töökindlaks. Kvantsüsteemidel on loomulikult rohkem kui kaks olekut ja me näitasime, et suudame neid kõiki võrdselt hästi juhtida.
Martin Ringbauer, eksperimentaalfüüsik Innsbruckist Austriast, ütles, "Tagaküljel on paljud kvantarvuteid vajavad ülesanded, näiteks füüsika, keemia või materjaliteaduse probleemid, samuti loomulikult väljendatud qudit keeles. Nende ümberkirjutamine kubitite jaoks võib sageli muuta need tänapäeva kvantarvutite jaoks liiga keeruliseks. Rohkem kui nullide ja ühtedega töötamine on väga loomulik mitte ainult kvantarvuti, vaid ka selle rakenduste jaoks, võimaldades meil avada kvantsüsteemide tegelik potentsiaal.
Ajakirja viide:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. Universaalne qudit kvantprotsessor lõksus ioonidega. Nat. Phys. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
