רוב המחשבים הקוונטיים משתמשים בקידוד בינארי כדי לאחסן מידע בקיוביטים - האנלוגי הקוונטי של ביטים קלאסיים 0 או 1. הגבלתם למערכות בינאריות מונעת מהמכשירים הללו לממש את הפוטנציאל האמיתי שלהם.
בהתחשב בכך, צוות בראשות תומס מונץ במחלקה לפיזיקה ניסויית ב- אוניברסיטת אינסברוק פיתחה בהצלחה מחשב קוונטי שיכול לבצע חישובים שרירותיים עם מה שנקרא ספרות קוונטיות (Qudits).
עם ביצועים דומים ל- qubit מעבדים קוונטיים, גישה זו מאפשרת הדמיה מקורית של מימד גבוה מערכות קוונטיות ויישום יעיל יותר של אלגוריתמים מבוססי קיוביט.
מחשב קוונטי חדש זה מאחסן מידע באטומי סידן כלואים בודדים. כל אטום מורכב משמונה מצבים שונים. בדרך כלל רק שניים מבין המדינות הללו משמשים לאחסון מידע. אכן, כמעט כולם קיימים מחשבים קוונטיים יש להם גישה ליותר מצבים קוונטיים ממה שהם משתמשים לחישוב.
תומס מונץ אמר, "כמעט לכל המחשבים הקוונטים הקיימים יש גישה לעוד מצבים קוונטיים ממה שהם משתמשים לחישוב. פיתחנו מחשב קוונטי שיכול לנצל את מלוא הפוטנציאל של האטומים הללו על ידי מחשוב עם קווידיטים. בניגוד למקרה הקלאסי, שימוש ביותר מצבים אינו הופך את המחשב לפחות אמין. למערכות קוונטיות יש באופן טבעי יותר משני מצבים, והראינו שאנחנו יכולים לשלוט בכולם באותה מידה".
מרטין רינגבאואר, פיזיקאי ניסיוני מאינסברוק, אוסטריה, אמר, "בצד השני, הרבה מהמשימות שצריכות מחשבים קוונטיים, כמו בעיות בפיזיקה, כימיה או מדע החומר, מתבטאות גם באופן טבעי בשפת ה-Qudit. שכתוב אותם עבור qubits יכול לעתים קרובות להפוך אותם למסובכים מדי עבור המחשבים הקוונטים של היום. עבודה עם יותר מאפסים ואחדים היא טבעית מאוד, לא רק עבור המחשב הקוונטי אלא גם עבור היישומים שלו, ומאפשרת לנו לשחרר את הפוטנציאל האמיתי של מערכות קוונטיות".
עיון ביומן:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. מעבד qudit קוונטי אוניברסלי עם יונים כלואים. נאט. פיז. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
