Az első, valóban működő kvantum számítógép

Hartmut Neven, a Google képfelismeréssel foglalkozó részlegének egyik specialistája a múlt héten, az SC07 nevű, szuperszámítógépekkel foglalkozó konferencián tartott előadást. Ennek során egy képfelismerő algoritmust demonstrált a szakember, melyet egy nemrég alapított cég, a D-Wave Systems készülékén futtatott. Neven állítása szerint ez az eszköz az első, praktikus méretű kvantum számítógép, ami kereskedelmi forgalomban is felbukkanhat.

Mitől kvantum a kvantum számítógép? Attól, hogy egy ilyen rendszerben az összes kvantum állapot létezik, vagyis elméletileg egy kvantum számítógép a bevitt kérdésre adható válaszok mindegyikét képes párhuzamosan, egyszerre vizsgálni. Az 1980-as években megalkotott elmélet gyakorlatba való átültetése azonban – érthető okokból – lassan halad, mivel nagyon nehéz olyan rendszereket építeni, amik néhány kvantum bitnél többet tartalmaznak; illetve ezek koherens állapotban való tartása is problémákat okoz. Ahhoz, hogy el lehessen nyújtani az úgynevezett „dekoherencia időt”, a kvantum számítógépeket gyakorlatilag teljes mértékben izolálni kell a külvilágtól.

Ezt a problémát oldotta meg a D-Wave, állítása szerint. Mégpedig azzal, hogy adiabatikus (hőcserementes) kvantum számítógépet alkotott. A dekoherencia idő nem jelent gondot többé, közölte a vállalat, mivel a rendszer termikus zajjal is képes működni.

Persze mindez csak úgy vált lehetővé, hogy sokan sok pénzt áldoztak a kutatásokra: összesen több mint 44 millió dollárt invesztáltak a cégbe. Ennek volt az első eredménye az a kézzelfogható, 16 qbites számítógép (az Orion), amelyet még februárban mutattak be. A tudósok ennek ellenére szkeptikusak maradtak, azt állítván, hogy a D-Wave nem fog tudni valódi kvantum számítógépet létrehozni. Ez utóbbi viszont kitart amellett, hogy kísérleti gépe nagymértékben hasonlít egy klasszikus, 16 bites számítógéphez (ahol a 16 bit nem az architektúrára, hanem 16 darab bitnyi információra vonatkozik).

Az azóta eltelt időt szorgos fejlesztéssel töltötte a csapat, így immár a prototípus processzorok hetedik generációját is megalkották. Ez 28 qbittel rendelkezik, és továbbfejlesztett teljesítménnyel illetve skálázhatósággal büszkélkedhet. Ezen demonstrálta a Neven Vision céget 2006-ban felvásárolt Google alkalmazásában álló korábbi cégtulajdonos, Hartmut Neven a fent említett képfeldolgozási algoritmust. A digitális képekkel kapcsolatos műveletek tipikusan nagy számítási teljesítményt igényelnek, tehát egy, a kvantum számítógépeknél elért áttörés ennek a területnek komoly lökést adhat.

Egyelőre még nem tiszta, hogy gyorsabb-e a mai számítógépeknél a kvantumokra alapuló masina, de a D-Wave állítása szerint a tesztek folyamatosan zajlanak, ahogyan a gép fejlesztése is, így a pozitív válasz nem várat már sokat magára. Korábban a cég 2008 végére ígért 1000 qbites, megvásárolható kvantum számítógépet, és ugyanekkorra tervezi megvalósítani az Orion rendszerének Weben keresztüli nyilvánosságra hozatalát. Egy év már igen szűkös idő, a csapatnak tehát komoly oka lehet a bizakodásra, ha még nem módosították a céldátumot.