Iontové kvantové počítače by mohly strčit do kapsy své kvantové konkurenty  
Postavit iontový kvantový počítač, který má zcela jinou architekturu, než soudobé kvantové počítače se supravodivými prvky není snadné. Když se ale rozjedou, tak počítají jedna báseň. Dočkáme se komerčních iontových kvantových počítačů?
Iontové kvantové počítače využívají qubity z iontů. Kredit: NSF.
Iontové kvantové počítače využívají qubity z iontů. Kredit: NSF.

Komerční kvantové počítače založené na iontech, anglicky „trapped ion quantum computer“, na první pohled nevypadají jako úplně dobrý nápad. Ve výzkumných laboratořích po světě sice mají malé kvantové počítače, které jsou založené na iontech, tedy atomech bez určitého počtu elektronů, propojených do řetízků, ale jejich technologie nevypadá příliš prakticky použitelně. Jejich qubitové ionty se vznášejí v téměř ideálním vakuu, uvězněné v elektrických polích. Každý z iontů je přitom obsluhován dvěma laserovými paprsky. Všechny takto vytvořené qubity jsou pěkně sehrané a vibrují ve společném rytmu.

 

Soudobé „komerční“ kvantové počítače oproti tomu spoléhají na supravodivé prvky v tištěných obvodech, které je v zásadě možné vyrábět technologiemi elektronického průmyslu. Vyrábět něco takového ve velkém je vlastně relativně snadné. Iontové kvantové počítače sice své supravodivé konkurenty poměrně výrazně porážejí ve výpočetních schopnostech, vzhledem ke své povaze a struktuře ale budou pro průmyslovou výrobu podle všeho tvrdým oříškem.

 

IonQ.
IonQ.

Přesto to tvůrci iontových kvantových počítačů nevzdávají. Řadí se k nim i společnost IonQ z College Parku v Marylandu. Postavili iontový kvantový počítač a spočítali s ním energii základního stavu molekuly vody. Tento výpočet jako takový zase není nic až tak zvláštního. Zvládne to většina soudobých počítačů. Přesto jsou ale právě podobné výpočty tím, v čem kvantové počítače excelují.

 

Kvantový čip založený na supravodivosti. Kredit: D-Wave Systems, Inc.
Kvantový čip založený na supravodivosti. Kredit: D-Wave Systems, Inc.

Při uvedeném výpočtu jde o opakované aproximace, tedy odhady, jimiž se počítač blíží ke skutečnosti. Čím více opakování, tím náročnější výpočty to jsou. Mohlo by se zdát, že pro kvantový počítač s pár qubity je něco takového velkou výzvou. Jenomže iontový kvantový počítač může díky své konstrukci používat pozoruhodné triky, s jejichž pomocí sníží počet qubitů, které jsou potřebné ke zmíněným výpočtům.

 

Iontový kvantový počítač od IonQ má k dispozici buď 160 nebo 79 qubitů, podle toho, jestli počítač ukládá nebo zpracovává kvantovou informaci. Chriss Lee z ARS Technica odhaduje, že zmíněný výpočet základního energetického stavu vody využije tak asi 30 qubitů. Dosavadní iontové kvantové počítače přitom měly k dispozici okolo 10 qubitů. Výsledek počítače IonQ se prý velmi blíží výsledkům standardně počítajících klasických elektronických počítačů. Čas ukáže, jak iontové kvantové počítače obstojí, a zda se objeví technologie, které by jim umožnily vstup do každodenního života.

Video: What is an Ion Trap Quantum Computer?

 

Literatura
ARS Technica 26. 2. 2019, arXiv:1902.10171

Datum: 03.03.2019
Tisk článku

Kvantový moment - Crease Robert, Goldhaber Alfred Scharff
 
 
cena původní: 350 Kč
cena: 308 Kč
Kvantový moment
Crease Robert, Goldhaber Alfred Scharff
Související články:

Odvážný plán: Fyzici navrhli gigantický kvantový počítač     Autor: Stanislav Mihulka (04.02.2017)
Švýcarští vědci zvládli rekordní simulaci 45-qubitových kvantových výpočtů     Autor: Stanislav Mihulka (06.07.2017)
Kvantové závody: IBM hlásí významný úspěch     Autor: Stanislav Mihulka (14.11.2017)
Společnost IBM představila světu kvantový počítač Q System One     Autor: Stanislav Mihulka (12.01.2019)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace