Această descoperire DARPA în calculul cuantic promite să revoluționeze tehnologia cu primul circuit logic cu qubiți din lume

Într-un salt monumental pentru tehnologia cuantică, cercetătorii finanțați de Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) au atins un nou reper în domeniul calculului cuantic. Acest progres, condus de o echipă de la Harvard, a dus la dezvoltarea primului circuit cuantic din lume care utilizează qubiți logici, deschizând calea pentru o nouă eră a calculului cuantic. Această realizare remarcabilă promite să redefinească designul procesoarelor cuantice și să depășească limitările supercomputatoarelor clasice.

Un nou capitol în calculul cuantic

Proiectul, parte a programului Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum (ONISQ) al DARPA, a fost inițiat cu scopul de a depăși performanțele supercomputatoarelor clasice în rezolvarea problemelor de optimizare combinatorială. Cercetătorii au reușit să creeze primul circuit cuantic care utilizează qubiți logici, o realizare care marchează un pas semnificativ spre calculul cuantic tolerant la erori.

Qubiții logici sunt cruciali pentru realizarea calculului cuantic tolerant la erori, deoarece au capacitatea de a-și menține starea cuantică, indiferent de erorile care pot apărea. Acest lucru îi face fiabili pentru rezolvarea problemelor complexe, oferind posibilitatea de a transforma modul în care sunt proiectați procesoarele cuantice.

În cadrul cercetărilor, echipa ONISQ a utilizat qubiți Rydberg, un tip de qubiți fizici, pentru a dezvolta tehnici care să permită crearea de qubiți logici corectori de erori. Acești qubiți Rydberg, datorită naturii lor omogene, oferă un avantaj semnificativ față de alte tipuri de qubiți, cum ar fi cei superconductori, care sunt unici și, prin urmare, nu sunt interschimbabili.

Importanța programului ONISQ

Programul ONISQ, inițiat de DARPA în 2020, a avut ca obiectiv exploatarea procesării informației cuantice înainte ca calculatoarele cuantice complet tolerante la erori să fie realizate. Acest efort a urmărit un concept hibrid care combină dispozitive cuantice de dimensiuni intermediare cu sisteme clasice pentru a rezolva un set de probleme deosebit de provocatoare, cunoscute sub numele de optimizare combinatorială.

Descoperire monumentală: Acest zăcământ de aur de 78 miliarde euro din China redefinește industria minieră mondială

Finanțarea programului a inclus un contract de 6,3 milioane de dolari acordat companiei ColdQuanta, devenită ulterior Infleqtion, pentru a conduce proiectul ONISQ. Acest program a permis cercetătorilor să exploreze aplicații unice și inovatoare, depășind doar focusul pe optimizare.

Prin colaborarea cu echipe de la Harvard, MIT, QuEra Computing, Caltech și Princeton, DARPA a creditat acest progres cuantic recent eforturilor colective ale acestor cercetători. Echipa de cercetare a fost condusă de Dr. Mikhail Lukin, co-director al Harvard Quantum Initiative și profesor de fizică, care a jucat un rol crucial în coordonarea și direcționarea eforturilor de cercetare.

Tehnologia din spatele qubiților Rydberg

Qubiții Rydberg au fost aleși pentru acest proiect datorită caracteristicilor lor omogene, ceea ce înseamnă că fiecare qubit este indistinguibil de următorul în ceea ce privește comportamentul. Această omogenitate permite o scalabilitate rapidă și o manipulare ușoară folosind lasere pe un circuit cuantic.

Dr. Mukund Vengalattore, managerul programului ONISQ la DARPA’s Defense Sciences Office, a subliniat potențialul transformator al acestei descoperiri, evidențiind modul în care qubiții Rydberg pot fi reconfigurați dinamic și transportați pe circuitul cuantic folosind pensete laser, permițând operații care nu sunt limitate la procese secvențiale.

Această mașină zburătoare din China promite 200 km autonomie cu doar 30 de minute de încărcare – viitorul este acum

Această capacitate deschide noi paradigme în proiectarea procesoarelor cuantice scalabile. Dr. Guido Zuccarello, consilier tehnic pentru programul ONISQ, a lăudat abordarea exploratorie a DARPA, care a jucat un rol crucial în deblocarea potențialului qubiților Rydberg în calculul cuantic.

Impactul pe termen lung al calculului cuantic

Descoperirea echipei de la Harvard oferă o privire în viitorul calculului cuantic, promițând să revoluționeze lumea în moduri profunde, similare cu impactul transformator al internetului. Saltul tehnologic promite o schimbare de paradigmă în puterea și eficiența de procesare, profitând de fenomenele mecanicii cuantice și redefinind abordarea noastră în rezolvarea problemelor în diverse domenii, de la criptografie la știința materialelor și nu numai.

Experții cred că efectele de undă ale calculului cuantic vor pătrunde probabil în fiecare aspect al societății, potențial remodelând industrii, economii și viața de zi cu zi, marcând o nouă eră în progresul tehnologic al umanității.

Conform dr. Vengalattore, această descoperire recentă nu este doar un sfârșit, ci un alt pas spre realizarea unor căi disruptive către calculul cuantic corector de erori și alte domenii ale tehnologiei cuantice.

Acest „gigant” energetic din Helsinki sfidează frigul și alimentează 30 000 de case, reducând emisiile de CO2

Viitorul calculului cuantic și al cercetării DARPA

Pe măsură ce cercetările continuă, DARPA rămâne angajată să exploreze noi frontiere în știința informației cuantice. Organizația a investit aproape două decenii în cercetarea cuantică, construind un „set bogat de cunoștințe cuantice” prin multiple programe DARPA, cum ar fi OLE (Optical Lattice Emulator), QuASAR (Quantum-Assisted Sensing and Readout), ATN (All Together Now) și DRINQS (Driven and Nonequilibrium Quantum Systems).

Aceste programe au oferit cercetătorilor perspective fundamentale și tehnice profunde, care au fost esențiale în realizarea acestei descoperiri. Tehnologiile dezvoltate prin aceste inițiative contribuie la accelerarea aplicării tehnicilor de detecție cuantică Rydberg și la reducerea distanței dintre detecția cuantică și știința informației cuantice.

Pe măsură ce potențialul calculului cuantic continuă să fie explorat, este evident că munca DARPA nu este doar despre soluționarea problemelor actuale, ci și despre pregătirea terenului pentru progrese viitoare care ar putea schimba radical peisajul tehnologic.

În cele din urmă, întrebarea rămâne: cum va continua această inovație să schimbe lumea și care vor fi următorii pași în drumul către calculul cuantic complet funcțional și tolerant la erori?

Ți-a plăcut? 4.5/5 (21)