Naš znanstvenik rasvijetlio put do inovativnih računala bliske budućnosti

Ekipa znanstvenika s Massachussetts Institute of Technology u kojoj je i naš Marin Soljačić koji je profesor na tom znamenitom sveučilištu objavila je rad u kojem po prvi puta pokazuje kako kontrolirati kvantnu slučajnost. Prof. Soljačić je u novom radu koji izlazi u novom broju časopisa Science vodeći autor. Znanstvenici su se koncentrirali na jedinstveno svojstvo u kvantnoj fizici koje se naziva kvantna fluktuacija vakuuma. Kod te pojave neprestano se stvaraju i nestajaju mikroskopski parovi čestica i antičestica u vakuumu. U svijetu kvanta čak i u praznom prostoru mogu se, dakle, dogoditi fluktuacije i promjene. Ovaj fenomen znanstvenici proučavaju već stotinu godina a sada se u ovom radu pokazuje kako bi taj fenomen mogao koristitirazvoju p-bit računala koja su na pola puta između današnjih konvencionalnih i onih kvantnih, iz ne tako daleke budućnosti.
- Naš rad je više fokusiran na moguće primjene za tzv. p-bit kompjutere nego na kvantne kompjutere (koji koriste qubite). P-bit kompjuteri su u neku ruku korak između klasičnih i kvantnih kompjutera, u smislu da obećavaju izvoditi neke kompjuterske algoritme brže od klasičnih algoritama, no ne sa toliko velikim ubrzanjima koje obećavaju kvantni kompjuteri. Dok u klasičnim kompjuterima svaki bit ima vrijednost 1 ili 0 (sa 100% vjerojatnošću), u p-bit kompjuterima svaki bit također ima vrijednost ili 1 ili 0, ali sa određenom vjerojatnošću koja nije 100 posto, rekao nam je prof. Soljačić.
Dakle, klasična računala funkcioniraju na deterministički način, izvršavajući korak po korak upute koje slijede skup unaprijed definiranih pravila i algoritama. U ovoj paradigmi, ako pokrenete istu operaciju više puta, uvijek ćete dobiti potpuno isti rezultat. Ovaj deterministički pristup je pokrenuo naše digitalno doba, ali ima svoja ograničenja, posebno kada je riječ o simuliranju fizičkog svijeta ili optimizaciji složenih sustava, što su zadaci koji često uključuju goleme količine neizvjesnosti i slučajnosti. U priopćenju MIT-a se dalje navodi kako ovdje dolazi do izražaja koncept probabilističkog računalstva. Sustavi probabilističkog računalstva iskorištavaju slučajnost određenih unutrašnjih procesa za izvođenje izračuna. Oni ne daju samo jedan "točan" odgovor, već niz mogućih ishoda, svaki sa svojom vjerojatnošću. To ih čini prikladnima za simulaciju fizičkih pojava i rješavanje problema optimizacije gdje bi moglo postojati više rješenja i gdje istraživanje raznih mogućnosti može dovesti do boljeg rješenja. U ovom radu skupina je znanstvenika uspješno stvorila i prvi upravljivi fotonski probabilistički bit - p-bit.
Pitali smo profesora Soljačića zašto kvantna računala imaju određeni zastoj u razvoju te hoće li ovaj novi rad i saznanja nešto u tom smislu promijeniti.
- Razvoj kvantnih kompjutera je nažalost sporiji nego što bi svi mi željeli jer su tehnološke prepreke za razvoj kvantnih kompjutera jako velike (iako osobno ne mislim da su nepremostive, premda će nam trebati još dugo godina da ih premostimo). Saznanja iz našeg rada mogu biti korisna za razvoj kvantnih kompjutera, ali su vjerojatno korisnija za razvoj p-bit kompjutera, koje ćemo vjerojatno lakše i brze ostvariti nego kvantne kompjutere, kazao je naš znanstvenik.
Što smo do sada znali o kvantnoj fluktuaciji vakuuma, za tu je pojavu vezan cijeli niz fenomena kroz čak posljednjih stotinu godina, bilo je naše sljedeće pitanje.
- Kvantne fluktuacije vakuuma su dubinski povezane sa kvantnim teorijama, pa smo ih prilično proučavali kroz zadnjih vise od stotinu godina. Ovaj naš rad pokazuje kako vanjskim poljem možemo u određenim sustavima kontrolirati kvantne fluktuacije vakuuma: sada možemo čak i tako reći dizajnirati kvantne fluktuacije vakuuma kako želimo, rekao je prof. Soljačić.