20.04.2005 06:00

Kuva: Corbis RF

Uusi laskentamalli, joka perustuu teleportaatiolle, mahdollistaa kvanttitietokoneen rakentamisen nykyisillä tiedoilla ja taidoilla, sanovat yhdysvaltalaiset tutkijat.

Kvanttitietokoneen laskentavoimalla voisi – ainakin teoriassa – murtaa nykyään tietoliikenteessä käytetyt salaiset koodit. Se sopii myös esimerkiksi erilaisiin optimointitehtäviin, kuten lentoaikataulujen laatimiseen.

Tavallisessa tietokoneessa lasketaan käyttämällä bitteinä transistoreita, joiden arvo muuttuu nollasta ykköseksi tai päinvastoin. Kvanttitietokoneessa ykköset ja nollat saadaan atomien kvanttitiloista, jotka voivat edustaa myös ykköstä ja nollaa samaan aikaan. Kvanttibittien ongelma on se, että kvanttitilat muuttuvat herkästi pienenkin häiriön, esimerkiksi ohi kiitävän elektronin, takia. Laskutoimitusten lopputuloksiin ei siksi voi luottaa.

Yhdysvaltalaisen NISTin (National Institute of Standards and Technology) tutkija Emanuel Knill on kehittänyt laskenta-arkkitehtuurin, joka poistaa tuloksen epävarmuuden. Se perustuu kvanttibittien tarkistamiseen. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kvanttibittien arvot kopioidaan jatkuvasti toisiin atomeihin. Kopiointi sujuu teleportaatiolla, jossa atomin tila siirtyy toiseen ilman fyysistä yhteyttä. Viiveettä tapahtuvan teleportaation on jo osoitettu toimivan käytännössä. Myös NISTin tutkijat ovat todenneet sen toimivan.

Knillin arkkitehtuurissa sama lasku tehdään siis monta kertaa ja tuloksia verrataan toisiinsa. Näin esimerkisi 36 kvanttibitillä suoritetuista yhdeksästä laskutoimituksesta saadaan kolmessa vertailukierroksessa kahden bitin verran luotettavaa tietoa.

”Työ osoittaa, että kvanttitietokoneiden tekeminen saattaa olla helpompaa kuin oletimme. Hyödyllisen kvanttitietokoneen rakentamiseen kuluu kuitenkin vielä aikaa”, toteaa Knill laitoksensa tiedotteessa.

---

Lisää aiheesta:

Tilaa Tiede-lehti!