המפתח למחשבים מהירים במיוחד: אטומים מרקדים

פיזיקאים ממכון התקנים האמריקני הצליחו לגרום לאטומים להחליף מצבים קוונטיים ובכך למעשה לשנות את תכולתם מאפס לאחת ולהפך, אך מכאן ועד למחשב קוונטי הדרך ארוכה – למשל צריך לשכנע את זוגות האטומים לא להפוך מצבים בו זמנית עם זוגות אחרים

כלואים בקרן לייזר, אלפי זוגות אטומים מרקדים להם, כשכל אחד נא במסלול מנוגד לזה של שותפו. אלו הם אבני הבניין של מה שיום אחד יהפוך למחשב קוונטי אדיר בעל יכולת לפתור בתוך שניות בעיות שלוקח כיום למחשבי העל החזקים ביותר היום, שנים כדי לפתור. כך טוענים פיסיקאים אמריקנים ביום רביעי השבוע.

 

• באתר "הידען": הדור הבא של זיכרונות המחשב המגנטיים

 

"ניתן יהיה לבצע את המקבילה של חישובים קלאסיים מרובים בו זמנית בעולם הקוונטי" אומר טריי פורטו, חוקר במכון התקנים האמריקני (NIST) שמחקרו מתפרסם בכתב העת נייצ'ר. פורטו ועמיתיו "שכנעו" זוג אטומי רודיום המקוררים לטמפרטורה נמוכה במיוחד, להחליף מקומות ביניהם לסירוגין, תכונה שתוכל לשמש לאיחסון ולעיבוד נתונים במחשבים קוונטיים.

 

במחשבים של היום, יחידת המידע הקטנה ביותר היא הספרה או הביט (פעם קראנו לזה סיבית), שיכול להכיל רק את אחד משני הערכים – אפס או אחת. ביטים אלה יוצרים את הבסיס למערכת איחסון הנתונים במחשב הדיגיטלי. כאשר משלבים את הביטים לקבוצה של שמונה במחשב אישי טיפוסי, הופכים ביטים אלו לבייט (או בתים).

 

"בעולם הקוונטי, במקום רק שתי אפשרויות – אפס או אחת, ניתן להגיע לטווח רחב של אפשרויות" אמר פורטו בראיון לסוכנות הידיעות רויטרס.

 

ביטים קוונטיים (qubits) יכולים גם להתנדנד בין העמדות המייצגות אפס או אחת, כגון מתג אור בחצי סיבוב (ועל כן נורת ההלוגן מאירה רק במחצית עוצמתה א.ב.). גמישות זו יכולה לאפשר חישובים רבים בו זמנית" אמר פורטו.

 

חברי צוותו של פורטו הצליחו לבודד זוג אטומים בסבכת אור שנוצרה באמצעות ששה קרני לייזר שכווונו כולם לאותה נקודה, והשהו את האטומים בתבנית אחידה. "אין שום מכל למחשב הזה, האטומים ריחפו באוויר באמצעות קרני הלייזר."

 

הם לכדו את הזוגות הללו בחללים או תהומות שנוצרו באמצעות גלי האור. כאשר הם אולצו להתקרב זה לזה קרבה הדוקה, החלו זוגות האטומים להתנדנד בין אפס לאחת, כשהם יוצאים מהסבכה ונכנסים אליה לסירוגין." פורטו השווה זאת לשתי מטבעות המרחפות באוויר בפעולה של קוסם. "בעוד הם מסתחררים, המטבעות הללו שומרים על תאום ביניהם כך שכאשר אחד מראה עץ, השני מראה פלי ולהפך." אמר.

 

עד כה, כל זוגות האטומים רקדו את אותו הטנגו. כדי שישמשו במחשב קוונטי, נדרשים פורטו ואנשי צוותו למצוא את הדרך לכך שזוגות שונים ירקדו עצמאית משכניהם. צוותו של פורטו הוא אחד מכמה צוותים ברחבי העולם המנסים לפתח מערכת שתתמוך במחשבים קוונטיים. "אנחנו רק מדגימים תכונה של המרכיב הבסיסי ביותר שאנו זקוקים לו". אמר.