Znie to ako sci-fi, ale nie je. Vedci z MIT objavili spôsob, ako spojiť kvantové procesory bez jediného kábla
Vedci z MIT vyvinuli technológiu, ktorá umožní kvantovým čipom komunikovať bez vodičov. Ide o revolúciu, ktorá mení všetko.
Tím vedcov z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) predstavil prelomovú technológiu, ktorá by mohla zásadne ovplyvniť budúcnosť kvantových počítačov. Ide o inovatívny spôsob bezdrôtového prepojenia kvantových procesorov, ktorý eliminuje potrebu fyzických spojení medzi čipmi. Novinka prináša riešenie jednej z najväčších výziev pri budovaní rozsiahlych kvantových systémov, konkrétne spoľahlivej komunikácie medzi komponentmi. Na tému upozornil server Techspot.
Namiesto uzlov priamy prenos fotónov
Doterajšie kvantové počítače sa spoliehali na komplikované spojenia typu „bod-bod“, kde sa kvantové informácie prenášali cez reťazec uzlov. Tento proces bol náchylný na chyby, ktoré obmedzovali presnosť a škálovateľnosť systémov. Výskumný tím pod vedením Azizy Almanakly, odborníčky na elektrotechniku a informatiku, vyvinul revolučný komponent umožňujúci supravodivým kvantovým procesorom komunikovať prostredníctvom mikrovlnných fotónov. Táto technológia obchádza klasické vodiče a otvára dvere k vytvoreniu pokročilých a odolných kvantových superpočítačov.
Svetlovod ako mikrovlnná diaľnica
Srdcom inovácie je supravodivý „svetlovod“, ktorý slúži ako diaľnica pre presné smerovanie fotónov medzi procesormi. K tomuto svetlovodu sú pripojené špeciálne navrhnuté moduly obsahujúce qubity, čo sú základné jednotky kvantovej informácie. Tieto qubity dokážu konvertovať mikrovlnné fotóny na kvantové dáta a naopak, čím zabezpečujú efektívnu komunikáciu medzi čipmi.
Check out the latest from MIT EQuS and Lincoln Lab in @NaturePhysics! We generate remote entanglement by emitting and absorbing a chiral (directional) microwave photon.
https://t.co/9zoo9vZtm8. See also the MIT News feature: https://t.co/fE4iXT9Nrv— William Oliver (@oliver_mit) March 22, 2025
Jedným z najdôležitejších aspektov technológie je možnosť vytvárania vzdialeného kvantového prepletenia. Tento jav umožňuje koreláciu stavov dvoch alebo viacerých častíc bez ohľadu na ich vzdialenosť. Takto prepletené qubity fungujú ako jeden koherentný systém, ktorý umožňuje výpočty s mimoriadnou presnosťou. Tradičné prenosy fotónov však efektívne prepletenie neumožňovali.
Neprehliadni
Vedci z MIT preto vyvinuli unikátny postup, ktorý zastaví emisiu fotónu v polovici. Tento „polovičný fotón“ ponecháva systém v stave superpozície, kedy je fotón súčasne emitovaný aj zadržaný. Po jeho absorpcii prijímacím modulom dochádza k prepleteniu procesorov bez potreby fyzického spojenia.
Zložitosť prijímania vyriešená algoritmom
Jednou z technických výziev bola spoľahlivá absorpcia fotónov. Tie sú počas prenosu náchylné na skreslenie, čo sťažuje ich zachytenie. Tím MIT preto vytvoril špeciálny algoritmus, ktorý dynamicky upravuje tvar prenášaného fotónu tak, aby bola jeho absorpcia čo najefektívnejšia. Táto metóda dosahuje úspešnosť prepletenia až 60 %, čo predstavuje významný pokrok v oblasti kvantovej komunikácie. Pre porovnanie, technológia vyvinutá na Oxfordskej univerzite dosahuje úspešnosť okolo 70 %, no využíva iný prístup, ktorým sú iónové pasce.
Konektivita „všetci so všetkými“
Nová architektúra MIT umožňuje konektivitu typu „všetci so všetkými“. To znamená, že akýkoľvek počet procesorov môže medzi sebou komunikovať priamo bez sprostredkujúcich uzlov. Táto vlastnosť dramaticky zvyšuje škálovateľnosť a flexibilitu kvantových počítačov, čo môže mať veľký vplyv na oblasti ako umelá inteligencia, kryptografia či simulácia zložitých systémov. Budúce vylepšenia technológie môžu zahŕňať trojrozmernú integráciu čipov alebo rýchlejšie komunikačné protokoly, ktoré ešte zvýšia efektivitu prenosu a otvoria cestu k globálnemu kvantovému internetu.
Komentáre