Η κβαντική υπολογιστική συχνά παρουσιάζεται ως ο «Σούπερμαν» της εποχής της πληροφορίας. Τροφοδοτούμενοι από διεμπλεγμένα κβαντικά μπιτ (qubits) σε κατάσταση υπέρθεσης, αυτοί οι υπερσύγχρονοι υπολογιστές μπορούν να εκτελούν πολλαπλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα, μειώνοντας δραστικά τον χρόνο επεξεργασίας σε σύγκριση με τους κλασικούς υπερ-υπολογιστές.
Μόλις την περασμένη εβδομάδα, για παράδειγμα, η Google ανακοίνωσε ότι ο κβαντικός υπολογιστής της θα μπορούσε να εκτελέσει αλγορίθμους περίπου 13.000 φορές ταχύτερα από τον κλασικό αντίστοιχό του.
Όμως ακόμη και ο Σούπερμαν έχει το Κρυπτονίτη του – και το ίδιο ισχύει και για τους κβαντικούς υπολογιστές.
Η νέα μελέτη για τα όρια των κβαντικών υπολογιστών
Συνήθως, αυτές οι αδυναμίες εκδηλώνονται στο επίπεδο της μηχανικής. Για αρχή, οι κβαντικοί υπολογιστές είναι εξαιρετικά ευάλωτοι στην αποσυνοχή και απαιτούν ισχυρή διόρθωση σφαλμάτων για να καταστούν λειτουργικοί. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος που οι σημερινοί κβαντικοί υπολογιστές μετά βίας ξεπερνούν το όριο των 1.000 qubits, ενώ οι τρέχουσες εκτιμήσεις υποδεικνύουν ότι θα χρειάζονταν περίπου 20 εκατομμύρια qubits για να μπορέσει ένας κβαντικός υπολογιστής να «σπάσει» την κλασική κρυπτογραφία.
Ωστόσο, μια νέα μελέτη που αναρτήθηκε πρόσφατα στο arXiv εξετάζει τα υπολογιστικά όρια αυτών των μηχανών — ίσως αγγίζοντας το ίδιο το όριο της φυσικής παρατήρησης. Με άλλα λόγια, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα που ακόμη και οι κβαντικοί υπολογιστές δεν μπορούν να λύσουν, και ίσως αυτά τα ερωτήματα να είναι θεμελιωδώς άλυτα.
“Ένα εφιαλτικό σενάριο”
Αν και δεν θεωρούνται αδύνατα όλα τα παραδείγματα καθορισμού μιας κβαντικής φάση, το περιοδικό New Scientist αναφέρει ότι ορισμένα ερωτήματα θα απαιτούσαν από τους κβαντικούς υπολογιστές να λειτουργούν για αδιανόητα μεγάλα χρονικά διαστήματα, πιθανώς για δισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων χρόνια.
«Είναι σαν ένα εφιαλτικό σενάριο, το οποίο θα ήταν πολύ κακό αν εμφανιζόταν», λέει ο Schuster στο New Scientist. «Πιθανότατα δεν θα εμφανιστεί, αλλά θα έπρεπε να το κατανοήσουμε καλύτερα».
Αυτή η εργασία αποτελεί συνέχεια της πρόσφατης μελέτης του Schuster, που δημοσιεύθηκε νωρίτερα φέτος στο επιστημονικό περιοδικό Science, η οποία επικεντρώθηκε στη βελτίωση της τυχαιότητας στους κβαντικούς υπολογιστές. Η προσομοίωση της τυχαιότητας βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν φαινόμενα του πραγματικού κόσμου και να σχεδιάσουν αλγορίθμους.
Η ομάδα κατάφερε να δημιουργήσει τυχαιότητα με λιγότερες πράξεις από όσες ήταν προηγουμένως απαραίτητες, γεγονός που θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι είναι δυνατόν να δημιουργηθούν κβαντικοί υπολογιστές με επίκεντρο την κρυπτογραφία πολύ πιο εύκολα από ό,τι αναμενόταν.
Ωστόσο, μέσα από αυτή την έρευνα, ο Schuster και η ομάδα του διερεύνησαν ένα βαθύτερο ερώτημα πίσω από την εργασία: Ποια είναι τα πιθανά υπολογιστικά όρια των κβαντικών υπολογιστών;
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι αρκετές θεμελιώδεις φυσικές ιδιότητες —ο χρόνος εξέλιξης, οι φάσεις της ύλης και η αιτιώδης δομή— είναι πιθανότατα δύσκολο να μελετηθούν μέσω των συμβατικών κβαντικών πειραμάτων», σημείωσαν οι συγγραφείς σε ανακοίνωσή τους εκείνη την περίοδο. «Αυτό εγείρει βαθιά ερωτήματα σχετικά με τη φύση της ίδιας της φυσικής παρατήρησης.»
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
Ο ΠΑΡΛΑΠΙΠΑΣ δεν παίρνει θέση με πολιτική άποψη σε άρθρα που αναδημοσιεύονται από διαφορά ιστολόγια. Δημοσιεύονται όλα για την δίκη σας ενημέρωση.
Σημείωση: Μόνο ένα μέλος αυτού του ιστολογίου μπορεί να αναρτήσει σχόλιο.