Szoftver egy nem létező számítógépre

A kvantumszámítógépek még nem is léteznek, fizikusok egy csoportja azonban elkészítette az első szoftvert a jövőbeli "hardverre".

A tudósok egy olyan algoritmust terveztek, ami állításuk szerint bármelyik kvantumszámítógépen futtatható lesz, szimulálandó két összeütköző részecske összes lehetséges kölcsönhatását. A program segítségével modellezhető lesz a világegyetem fejlődése az ősrobbanás után, amikor a közeg kellően lehűlt a kvarkoknak nevezett szubatomi részecskék kialakulásához, melyek ütközései protonokat és neutronokat eredményeztek, megalkotva az első atomokat.

A részecskék kvantumtulajdonságainak összetettsége túl bonyolulttá teszi az ősrobbanás utáni kölcsönhatások szimulálását a jelenlegi számítógépeknek. A tudósok a kvantumfizika elvein alapuló számítógépek megvalósulásában reménykednek. Ezek a gépek kvantumprocesszor-kapcsolókat alkalmaznának, amik egyidejűleg lehetnek "ki" és "be" állapotban, lehetővé téve egy probléma összes lehetséges megoldásának egyszerre történő mérlegelését, mindezt a jelenlegi technika által igényelt idő egészen parányi töredéke alatt.

"Miután rendelkezünk a kvantumszámítógép elméleti modelljével, az egyik legnagyobb kérdés, milyen természetben bekövetkező fizikai folyamatokat tud ez a modell hatékonyan bemutatni? Talán a részecske ütközéseket, talán az ősrobbanás utáni korai univerzumot?" - magyarázta Stephen Jordan, az amerikai Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet munkatársa, aki a Science június 1-i számában számolt be részletesen kutatótársaival kifejlesztett algoritmusukról. "Képesek vagyunk-e kvantumszámítógépet használni a szimulálásukhoz, és mire számíthatunk?"

A szakértők szerint még évtizedekre vagyunk a kvantumszámítógépektől, azonban nem árt elgondolkodni a felhasználásukon. "Szigorú értelembe vett egyetemes kvantumszámítógépek még nem léteznek, az azonban alapvető, hogy tudjuk, milyen problémák oldhatók meg hatékonyabban az alkalmazásukkal" - írta a Philipp Hauke, a spanyol Fotonikus Tudományi Intézet tudósa által vezetett csoport a Science-ben megjelent publikációt kísérő értekezésükben.

A kvantumszámítógépek gondolata a kvantummechanika, a szubatomi részecskék fizikáját vezérlő különös törvények alapelvein nyugszik. A kvantumvilágban a részecskék nem egyetlen határozott helyen vagy időben léteznek, hanem a lehetőségek egy bizonytalan felhőjében lebegnek egészen addig, amíg egy mérés rá nem kényszeríti őket egy adott pozíció elfoglalására. A részecskék emellett kapcsolódhatnak is egymáshoz a sokat emlegetett kvantum összefonódásnak nevezett kissé megfoghatatlannak tűnő folyamatban, ami lehetővé teszi számukra a kapcsolat fenntartását egészen nagy távolságokban is.