Pierwszy polski procesor kwantowy. Droga do lepszej komunikacji

Ostatnia aktualizacja: 18.03.2022 13:55
Technologie kwantowe w ostatnim czasie budzą spore zainteresowanie wśród naukowców z całego świata. Badacze z Centrum Nowych Technologii UW stworzyli pierwszy polski procesor kwantowy w historii. 
Procesor kwantowy to duży krok na drodze przesyłania informacji
Procesor kwantowy to duży krok na drodze przesyłania informacji Foto: shutterstock.com

Światło może nieść ze sobą ogromna ilość informacji, o czym od lat przekonują się fizycy i chemicy, którzy rozwijają dziedzinę zwaną spekstroskopią. Okiełznanie światła i przetwarzanie informacji zawartych w jego widmie może mieć ogromne zastosowanie w informatyce kwantowej. Udowodnili to naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, którym udało się wybudować pierwszy w Polsce i niezwykle skuteczny procesor kwantowy. 

- Procesory kwantowe, w odróżnieniu od procesorów klasycznych, operują na tzw. kubitach, czyli, gdy zwykły bit może przyjmować dwie wartości, tak kubit może przyjmować dwie wartości, a dodatkowo może przyjmować wszystkie wartości pomiędzy 0 a 1, może być w tzw. superpozycji - wyjaśnia Mateusz Mazelanik, doktorant UW i współautor projektu badawczego. - Dzięki temu, że procesor kwantowy operuje na kubitach, sprawdza się przy rozwiazywaniu niektórych problemów znacznie lepiej niż procesor klasyczny - dodaje. 

Urządzenie kwantowe może przetwarzać wiele różnych danych wejściowych. Dodatkowo w procesorze kwantowym wykorzystuje się tzw. interferencję. - Interferencja to takie dobranie zależności miedzy danymi, które będą wychodzić z tego procesora, żeby one na końcu ze sobą interferowały, żeby wyniki z plusem zniosły się z wynikami z minusem, a wyniki z plusami się dodały - wyjaśnia naukowiec. - Zaprojektowanie odpowiedniego logarytmu na taki procesor kwantowy może prowadzić do tego, że niektóre problemy da się rozwiązać znacznie szybciej niż na klasycznym procesorze - dodaje. 

Przyspieszenie operacji to bez wątpienia zaleta procesora kwantowego, ale też nie jedna. - Inna zaleta to to, że procesor kwantowy operuje na formacji kwantowej. Oznacza to, że dane wejściowe nie są po prostu liczbami. Procesor kwantowy może dostawać na wejściu stany kwantowe i operować na nich. My się właśnie tym zajmujemy - przetwarzaniem informacji kwantowej by uzyskać jakiś lepszy wynik - tłumaczy rozmówca Czwórki. 

Po co nam te wyliczenia?

- Pokazujemy, że dzięki operacjom na fotonach wejściowych, które następnie mierzymy (poza procesorem), możemy zwiększyć precyzję w spektroskopii - opowiada Mateusz Mazelanik. - Mierzymy sobie fotony - one mają jakąś długość fali i jakąś częstotliwość. Jeśli one są wyemitowane przez jakiś materiał, to niosą jakąś informację o tym materiale. Tym zajmuje się spektroskopia - badaniem materiałów, cząsteczek. Poprzez mierzenie widma światła, czyli de facto koloru, możemy ten pomiar zrobić lepiej - dodaje. 


Posłuchaj
04:27 czwórka stacja nauka 18.03.2022.mp3 Jak działa procesor kwantowy i do czego służą jego wyliczenia? (Stacja Nauka/Czwórka)

 

Wszystkie te operacje pomiary i wyliczenia mają kluczowe znaczenie w przetwarzaniu informacji. Dzięki nim możemy liczyć na lepsze sposoby komunikacji. Możemy "upchać" więcej informacji w fotonach, które są przesyłane światłowodem czy laserami, w komunikacji satelitarnej, w której trzeba używać fotonów w bardzo małych ilościach. 


***

Tytuł audycji: Stacja Nauka

Prowadzi: Ada Janiszewska

Materiał: Łukasz Kiciński

Data emisji: 18.03.2022

Godzina emisji: 12.40

pj

Czytaj także

Fizycy z UW i budowa świata na okładce "Nature"

Ostatnia aktualizacja: 03.01.2022 14:34
Najnowsze badania fizyków z Uniwersytetu Warszawskiego i naukowców z Uniwersytetu we Fryburgu znalazły się na okładce prestiżowego czasopisma naukowego "Nature". Badacze  jako pierwsi zaobserwowali rezonanse Feshbacha pomiędzy pojedynczym jonem i ultrazimnymi atomami.
rozwiń zwiń