Σε ένα συμβατικό ψηφιακό υπολογιστή, σαν αυτούς που χρησιμοποιούμε καθημερινά, η στοιχειώδης μονάδα πληροφορίας είναι το δυαδικό ψηφίο ή μπιτ, δηλαδή η ποσότητα πληροφορίας που μπορεί να αποθηκευτεί σε μια συσκευή. Αυτή η στοιχειώδης μονάδα πληροφορίας μπορεί να έχει δύο τιμές, 0 ή 1.
Το πρόβλημα που προκύπτει με αυτό το υπάρχον σύστημα είναι η έλλειψη χώρου αποθήκευσης καθώς και χρόνου επεξεργασίας δεδομένων. Με την πληθώρα δεδομένων που δημιουργούνται, χρησιμοποιούνται και επεξεργάζονται σε καθημερινή βάση έχει δημιουργηθεί η ανάγκη για κάτι πιο μεγάλο, κάτι πρωτοποριακό.
Ο απόγονος λοιπόν του συμβατικού υπολογιστή είναι ο κβαντικός υπολογιστής, στον οποίο η στοιχειώδης μονάδα πληροφορίας είναι το κβαντικό μπιτ (qubit). Το φοβερό σε αυτές τις συσκευές είναι η χρήση των ιδιοτήτων της κβαντομηχανικής όπως δηλαδή η ικανότητα των σωματιδίων που δημιουργούνται μαζί να διατηρούν επαφή μεταξύ τους ανεξαρτήτως από την απόσταση στην οποία θα βρεθούν καθώς και η δυνατότητα να γίνουν κβαντικές πράξεις. Ως αποτέλεσμα οι υπολογισμοί σε ένα κβαντικό υπολογιστή μπορούν να γίνονται πολύ πιο γρήγορα από ότι σε συμβατικούς υπολογιστές και ταυτόχρονα αυξάνεται εκθετικά και ο χώρος αποθήκευσης των δεδομένων.
Αυστραλοί ερευνητές σχεδίασαν ένα νέο είδος κβαντικού μπιτ ή qubit, το δομικό συστατικό των κβαντικών υπολογιστών, το οποίο κατά τα λεγόμενα τους θα καταστήσει δυνατή την κατασκευή ενός πραγματικού, μεγάλης κλίμακας κβαντικού υπολογιστή. Αυτό βασίζεται στις ιδιότητες των ατόμων να αποθηκεύουν πληροφορία τόσο στον πυρήνα του ατόμου αλλά ταυτόχρονα και στο ηλεκτρόνιο. Το νέο qubit σιλικόνης, το οποίο ονομάζεται ‘flip-flop qubit’, μπορεί να ελεγχθεί μέσω ηλεκτρικών σημάτων αντί μαγνητικών. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν τα δύο σωματίδια να βρίσκονται σε σύνδεση μεταξύ τους, ακόμα και αν η απόσταση μεταξύ τους μεγαλώσει, καθιστώντας την κατασκευή ενός υπολογιστή μεταβλητής κλίμακας πιο εύκολη και οικονομική. «Είναι πιο εύκολο στην κατασκευή από συσκευές ατομικής κλίμακας και ταυτόχρονα επιτρέπει την τοποθέτηση εκατομμυρίων qubits σε ένα τετραγωνικό χιλιοστό», αναφέρει ο Morello.
Στην πραγματικότητα η συσκευή δεν έχει κατασκευαστεί ακόμα. Αλλά σύμφωνα με τον επικεφαλής της ομάδας, Andrea Morello, η κατασκευή της είναι τόσο σημαντική για το χώρο όσο η εν έτη 1998 δημοσίευση στο περιοδικό Nature από τον Bruce Kane, η οποία έδωσε ώθηση στο κίνημα των κβαντικών υπολογιστών.
«Όπως η δημοσίευση του Kane, αυτό που προτείνουμε είναι μια θεωρία: το qubit πρέπει πρώτα να κατασκευαστεί», αναφέρει ο Morello.
«Έχουμε κάποια πρωταρχικά πειραματικά δεδομένα τα οποία δείχνουν ότι είναι εφικτό, οπότε δουλεύουμε στο να το αποδείξουμε. Αλλά πιστεύω ότι αυτό είναι τόσο πρωτοπόρο όσο και η πρωτότυπη δημοσίευση του Kane…Είναι ένα εξαιρετικό σχέδιο…και αξιοθαύμαστο που κανείς μέχρι τώρα δε το είχε σκεφτεί», αναφέρει ο Morello.
Η έρευνα αυτή έχει δημοσιευτεί στο Nature Communications.
Πηγή: ScienceAlert.com
