Majoritatea calculatoarelor cuantice folosesc codificarea binară pentru a stoca informații în qubiți — analogul cuantic al biților clasici 0 sau 1. Restricționarea acestora la sisteme binare împiedică aceste dispozitive să își ridice adevăratul potențial.
Ținând cont de asta, o echipă condusă de Thomas Monz la Departamentul de Fizică Experimentală de la Universitatea din Innsbruck a dezvoltat cu succes un computer cuantic care poate efectua calcule arbitrare cu așa-numitele cifre cuantice (qudits).
Cu performanțe similare cu qubit procesoare cuantice, această abordare permite simularea nativă a înalte dimensiuni sisteme cuantice și implementarea mai eficientă a algoritmilor bazați pe qubit.
Acest nou computer cuantic stochează informații în atomi individuali de calciu prinși. Fiecare atom este format din opt stări diferite. De obicei, doar două dintre aceste stări sunt folosite pentru a stoca informații. Într-adevăr, aproape toate existente calculatoare cuantice au acces la mai multe stări cuantice decât folosesc pentru calcul.
Thomas Monz a spus: „Aproape toate calculatoarele cuantice existente au acces la mai multe stări cuantice decât folosesc pentru calcul. Am dezvoltat un computer cuantic care poate folosi întregul potențial al acestor atomi prin calcul cu qudit-uri. Spre deosebire de cazul clasic, utilizarea mai multor stări nu face computerul mai puțin fiabil. Sistemele cuantice au în mod natural mai mult de două stări și am arătat că le putem controla pe toate la fel de bine.”
Martin Ringbauer, un fizician experimental din Innsbruck, Austria, a spus, „Pe de altă parte, multe dintre sarcinile care necesită calculatoare cuantice, cum ar fi problemele de fizică, chimie sau știința materialelor, sunt, de asemenea, exprimate în mod natural în limbajul qudit. Rescrierea lor pentru qubiți le poate face adesea prea complicate pentru calculatoarele cuantice de astăzi. Lucrul cu mai mult decât zerouri și unu este foarte natural, nu numai pentru computerul cuantic, ci și pentru aplicațiile sale, permițându-ne să deblocăm adevăratul potențial al sistemelor cuantice.”
Referința jurnalului:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. şi colab. Un procesor cuantic qudit universal cu ioni prinși. Nat. Fizic. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
