A Sanghaji Tudományos és Műszaki Egyetem kutatóinak szeptemberben publikált tanulmánya szerint a kvantumszámítógépek tervezése során a legideálisabb módszer magukat a kvantumszámítógépeket segítségül hívni, a komplex rendszerek működését ugyanis a kvantum számítási technológiával sokkal eredményesebben lehet megtervezni és ellenőrizni, mint a hagyományos gépekkel. A hatalmas teljesítményű szuperszámítógépek ugyan rendkívül bonyolult és nagy kapacitást igénylő műveleteket is el tudnak végezni, de a kvantumszámítógépek rendszereinek szimulációjában kevésbé bizonyultak hatékonynak.

A kísérletben a kutatók által alkalmazott algoritmus, amivel a kvantumgép működését biztosító szupravezető áramkört tervezték és tesztelték (szimulációkon), egy új típusú qubitot, az úgynevezett plasoniumot is is felfedezte.

Ezek a különleges qubitok mindegyike 240 mikrométer hosszú, vagyis csak 40%-át teszi ki az előzőleg használt kvantumbiteknek,

kis mérete miatt pedig sokkal több fér el belőle kisebb helyen is, lehetővé téve a miniatűrizációt, de ami még fontosabb, hogy sokkal tovább meg tudják tartani a kvantumállapotukat, így megbízhatóbban közvetítik az információt.

A kvantumszámítógépek legmegfelelőbb kialakítását azonban lehet, hogy nem is csak a jelenlegi megoldásokban, hanem inkább a klasszikus komputerek felépítésében kell keresni, erre utalnak legalábbis francia szakemberek legújabb kutatásai. A Párizs-Saclay Egyetem, a Nemzeti Tudományos Kutatási Központ (Centre national de la recherche scientifique) és a CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) közös projektjének keretében a kutatók egy memóriaegység beépítésével próbálták megreformálni a szokásos architektúrát és a kísérlet sikeres volt, ezzel a kialakítással sokkal kevesebb qubit is elegendő volt ahhoz, hogy az addig háromszor annyi kvantumbitet igénylő műveleteket elvégezze. A szupravezető áramkörökre épülő technológia az egyik legígéretesebb a kvantumszámítógépek építéséhez, azonban ezek a struktúrák nagy számú qubitot igényelnek a megfelelő működéshez, amelyek mindegyike a szomszédos qubittal lép interakcióba - írja a kutatásról beszámoló Physics, az Amerikai Fizikusok Társaságának híroldala.

A kutatók ehhez a 2D egységhez csatoltak egy 3D elrendezésű kvantummemóriát, majd bonyolult számítási művelettel, a 2048-bites RSA titkosító algoritmus integerjének (egész szám) faktorizációjával, prímszámokra való felbontásával, pontosabban a lehetséges faktorizációhoz szükséges források felmérésével tesztelték a hatékonyságát. Az elemzések szerint a titkosítási kulcs feltörését már mindössze 13 436 qubit használatával sikerülhetne elvégezni, ami hatalmas lépés az eddigiekhez képest, mivel kvantummemória nélkül ez akár húszmillió kvantumbit alkalmazásával lenne csak kivitelezhető, bár hozzá kell tenni, hogy a qubitok számának csökkentése egyben a számítási idő jelentős növekedésével járna, nyolc óráról 177 napra bővülne a teljes faktorizáció elvégzésének ideje.

Élie Gouzien és Nicolas Sangouard, a kísérlet vezetői szerint azonban mégis érdemes a kvantummemória egységek integrálásának lehetőségét fontolóra venni, mivel a jövőben a kvantumszámítógépek processzorai a működéshez egyre több és több qubitot igényelnek majd, több cég is már a millió kvantumbites komputerek létrehozását tervezi, ennek a kivitelezése viszont nem lesz egyszerű folyamat, az új struktúra valószínűleg jelentősen megkönnyítené a hatékony gépek építését.

(Fotó: Pixabay, Wikimedia Commons/FMNLab/a képen az FMN Laboratory kutatói láthatóak 2019-ben)

További cikkek a témában:

A jövő számítógépe a Q System One képében megérkezett Európába és elindíthatja a kvantumforradalmat Tegnap Németországban átadták a kontinens első kereskedelmi kvantumszámítógépét, a Q System One-t, ami 27 qubitos Falcon processzorral működik és úgy néz ki, mintha egyenesen a jövőből lépett volna elő.
Ideje felkészülni a kvantum alapú kibertámadásokra Legkésőbb egy évtizeden belül elkészülhetnek azok a kvantumszámítógépek, melyekkel a manapság legszélesebb körben használt titkosítási eljárásokat pillanatok alatt fel lehet törni.
Nyílt hozzáférésű kvantumszámítógép A ma még nagyon ritka és nehezen elérhető felhő-alapú kvantumszámítástechnika egyre inkább a kvantumfeldolgozáshoz való hozzáférés alapvető módszerének számít. Most megérkezett az első nyílt hozzáférésű kvantumszámítás-kapacitás.