Օքսֆորդի Գիտնականները Իրականացրել են Քվանտային Տելեպորտացիա՝ Հաստատելով Քվանտային Ինտերնետի Հիմքերը
Օքսֆորդի համալսարանի գիտնականները քվանտային համակարգչի միջոցով հաջողությամբ իրականացրել են քվանտային տելեպորտացիա՝ հաղթահարելով քվանտային համակարգչային տեխնոլոգիայի մասշտաբայնացման ամենամեծ մարտահրավերներից մեկը։ Այս բացահայտումը, որը հրապարակվել է Nature ամսագրում, կարևոր քայլ է դեպի քվանտային ինտերնետի ստեղծումը, որն ի վիճակի կլինի ապահովել գերբարձր անվտանգություն, հաշվարկային հզորություն և գիտական նորարարություններ։
Քվանտային հաշվարկման վրա կատարվող հետազոտությունները տասնամյակներ շարունակ եղել են գիտական ուսումնասիրությունների կենտրոնում, սակայն մինչ այժմ դրանց լայնածավալ կիրառությունը մնում էր մարտահրավեր։ Օքսֆորդի հետազոտական թիմի հաջողությունը թույլ է տալիս կապակցել տարբեր քվանտային պրոցեսորներ՝ դրանք վերածելով մեկ միասնական համակարգի։ Մինչ այժմ քվանտային տելեպորտացիան կիրառվել է միայն քվանտային վիճակների փոխանցման համար, մինչդեռ այս փորձարկումը առաջինն է, որում հաջողվել է հեռակա կարգով փոխանցել քվանտային տրամաբանական դարպասներ՝ քվանտային ալգորիթմների նվազագույն կառուցվածքային բաղադրիչները։
Ինչպե՞ս է Աշխատում Քվանտային Տելեպորտացիան․ Նորարարության Տեխնոլոգիական Մեխանիզմը
Քվանտային տելեպորտացիան հիմնված է քվանտային խճճվածության (entanglement) վրա՝ ֆենոմեն, որի դեպքում երկու մասնիկ միավորվում են, անկախ նրանց միջև եղած հեռավորությունից։ Ավանդական համակարգիչներում տվյալները մշակվում են բիթերի (0 և 1) միջոցով, իսկ քվանտային համակարգիչները օգտագործում են քվանտային բիթեր (qubits), որոնք կարող են միաժամանակ գտնվել մի քանի վիճակում՝ շնորհիվ գերդասայինության (superposition)։
Օքսֆորդի գիտնականներն օգտագործել են օպտիկական ցանցային կապ, որը հնարավորություն է տվել հեռակա կարգով փոխանցել տրամաբանական քվանտային դարպասներ։ Սա նշանակում է, որ ապագայում քվանտային համակարգիչները կկարողանան աշխատել որպես բաշխված համակարգ, ինչը կնպաստի քվանտային ինտերնետի ստեղծմանը։
«Այս նորարարությունը թույլ է տալիս մեզ ‘միավորել’ տարբեր քվանտային պրոցեսորները՝ վերածելով դրանք միասնական քվանտային համակարգչի», – բացատրում է Օքսֆորդի ֆիզիկայի ֆակուլտետի հետազոտական թիմի ղեկավար Դուգալ Մեյնը։ Քվանտային տրամաբանական դարպասների հեռակա փոխանցման հնարավորությունը ճանապարհ է հարթում գերբարձր անվտանգությամբ հաղորդակցության և նոր սերնդի քվանտային հաշվարկման համար։
Ի՞նչ է Քվանտային Ինտերնետը և ինչո՞ւ է Այն Կարևոր
Այս հայտնագործության ամենախոստումնալից ուղղություններից մեկը քվանտային ինտերնետի զարգացումն է։ Ի տարբերություն ավանդական թվային ցանցերի, որոնք հիմնված են կոդավորման մեթոդների վրա և կարող են ենթարկվել հաքերային հարձակումների, քվանտային ինտերնետը կիրառում է քվանտային մեխանիկայի սկզբունքները՝ ապահովելով գործնականում կոտրելու անհնարին անվտանգություն։ Քվանտային խճճվածությունն ապահովում է, որ ցանկացած արտաքին միջամտություն անմիջապես նկատելի կլինի, ինչը դարձնում է տվյալների գաղտնիությունը անխոցելի։
Բացի անվտանգ հաղորդակցությունից, քվանտային ինտերնետը հնարավորություն կտա քվանտային համակարգիչներին գործել որպես միասնական հզոր հաշվարկային համակարգ։ Սա կբերի առաջխաղացում այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են արհեստական բանականությունը, կիբերանվտանգությունը, բժշկական հետազոտությունները և նյութագիտությունը՝ հնարավորություն տալով կատարել հաշվարկներ, որոնք ներկայիս համակարգիչների համար անհասանելի են։
Օքսֆորդի հետազոտական խմբի գլխավոր գիտնական, պրոֆեսոր Դեյվիդ Լուկասը նշել է, որ այս բացահայտումը դեռևս միայն սկիզբն է․ «Քվանտային համակարգիչների մասշտաբային զարգացման տեխնիկական մարտահրավերները պահանջում են ինչպես նոր ֆիզիկական բացահայտումներ, այնպես էլ ինտենսիվ ինժեներական աշխատանքներ առաջիկա տարիներին»։ Այնուամենայնիվ, վերջին հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ քվանտային բաշխված տեղեկատվական մշակումը հնարավոր է իրականացնել ներկա տեխնոլոգիաներով, ինչը մեծապես կրճատում է քվանտային հաշվարկման ոլորտում զանգվածային ներդրումների անհրաժեշտությունը։
Քվանտային և Ավանդական Համակարգիչների Տարբերությունները․ Ինչու՞ Է Այս Բացահայտումը Կարևոր
Քվանտային համակարգիչները արմատապես տարբերվում են դասական համակարգիչներից՝ աշխատելով ոչ թե բիթերի, այլ քվանտային բիթերի միջոցով։ Սա թույլ է տալիս քվանտային համակարգիչներին միաժամանակ կատարել բազմաթիվ հաշվարկներ, ինչը դրանց դարձնում է էականորեն ավելի հզոր։
Այս նոր մոտեցումն ապացուցում է, որ քվանտային համակարգիչները կարող են ինտեգրվել և դառնալ մասշտաբային համակարգեր՝ առանց միկրոչիպերի ֆիզիկական կապի։ Դա նվազեցնում է սխալների հավանականությունը և հնարավորություն է տալիս արդյունավետորեն ընդլայնել համակարգերը՝ ապագայում դրանք դարձնելով ավելի մատչելի արդյունաբերության համար։
Ի՞նչ է Սպասվում Ապագայում․ Քվանտային Տելեպորտացիայի և Բաշխված Հաշվարկման Տեսլականը
Օքսֆորդի գիտնականների իրականացրած քվանտային տելեպորտացիան ճանապարհ է հարթում քվանտային համակարգիչների մասշտաբային կիրառման համար։ Հետագա հետազոտությունները կենտրոնանալու են քվանտային սխալների շտկման մեխանիզմների մշակման վրա, որոնք անհրաժեշտ են համակարգի կայունության բարձրացման համար։
Ամբողջ աշխարհում կառավարությունները և մասնավոր ընկերություններն ակտիվորեն ներդրումներ են կատարում քվանտային տեխնոլոգիաների զարգացման մեջ։ Մեծ Բրիտանիան այս հետազոտությունների առաջնագծում է՝ զարգացնելով այնպիսի ծրագրեր, ինչպիսին է UK Quantum Computing and Simulation Hub-ը։ Քվանտային տեխնոլոգիաների հետագա զարգացումները ներառելու են ավելի մեծ թվով պրոցեսորների կապակցում, հաշվարկային հզորության ավելացում և քվանտային ինտերնետի փորձնական գործարկում։
Քվանտային հաշվարկման հեղափոխությունը հասունանում է, և Օքսֆորդի գիտնականների վերջին բացահայտումը ցույց է տալիս, որ մենք ավելի մոտ ենք քվանտային տեխնոլոգիաների գործնական կիրառմանը, քան երբևէ։
