Twoja wyszukiwarka

JERZY KOWALSKI-GLIKMAN
KWANTOWE SYMULACJE NA KWANTOWYM KOMPUTERZE
Wiedza i Życie nr 10/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 10/1999

W 1982 roku nieżyjący już, jeden z najwybitniejszych fizyków XX wieku, Richard Feynman zaproponował wykorzystanie układów kwantowych do wykonywania skomplikowanych obliczeń i ukuł termin "komputer
kwantowy". W jego zamierzeniu miał on być wykorzystany do modelowania efektów kwantowych występujących w przyrodzie. Pomysł ten wydawał się przez wiele lat wizją rodem z literatury fantastycznonaukowej i dopiero kilka lat temu stał się przedmiotem intensywnych badań teoretycznych i doświadczeń. Okazało się, że komputery kwantowe, czyli komputery z nieskończoną liczbą procesorów pracujących równolegle, są zdolne do realizowania zadań, z którymi nie mogą poradzić sobie komputery klasyczne. Dotyczyło to jednak głównie problemów czysto informatycznych, związanych z kryptografią i analizą baz danych.

Ostatnio jednak naukowcy powrócili do wizji Feynmana. Za pomocą komputera kwantowego udało się po raz pierwszy rozwiązać prawdziwy problem fizyczny, polegający na określeniu własności prostego układu zwanego kwantowym oscylatorem. Rozwiązujący ten problem komputer kwantowy wykorzystuje zjawisko zwane magnetycznym rezonansem jądrowym: w cieczy znajdującej się w zewnętrznym polu magnetycznym umieszcza się atomy; ich jądra zachowują się wtedy jak małe magnesy, które układają się albo równolegle, albo antyrównolegle do linii sił pola magnetycznego, co odpowiada zerom i jedynkom w kodzie dwójkowym. W komputerze kwantowym można manipulować położeniem atomowych "magnesów" tak, że symulują one zachowanie konkretnych układów fizycznych.

I choć problem, którego rozwiązanie zaprezentowali amerykańscy naukowcy, potrafi rozwiązać każdy student fizyki, sukces tego doświadczenia oznacza, że być może niedługo ludzkość przeżyje kolejną rewolucję informatyczną o niewyobrażalnych konsekwencjach - wejdzie w wiek kwantowych obliczeń.

"Physical Review Letters", vol. 82, str. 5381)