Besilankstantys kubitaiKol elektra nebuvo plačiau naudojama, skaičiavimo mašinos buvo mechaninės. Galima būtų prisiminti prieš 150 metų Charles Babbage sukurtą mašiną, sugebėjusią skaičiuoti logaritmus ir trigonometrines funkcijas. Atrodo, kad šiuolaikiniai kvantiniai kompiuteriai gali grįžti prie šių mechaninių šaknų - juose bus naudojamos judančių nanometrų dydžio strypelių eilutės. Keistoki kvantų mechanikos dėsniai sako, jog molekulių dydžio ar dar mažesni daiktai vienu metu gali egzistuoti dviejose ar daugiau vietų arba būsenų. Stebėjimo aktas ar bet koks kitas poveikis panaikina šią "superpozicija" vadinamą situaciją ir lieka tik viena būsena. Bet teoriškai, kadangi kvantiniai bitai, arba kubitai, gali tuo pat metu būti ir įjungtoje, ir išjungtoje būsenose, 300 kubitų kvantinis kompiuteris gali akimirksniu atlikti daugiau matematinių operacijų nei visatoje yra atomų. Iki šiol kubitai buvo kuriami lazeriu sukūrus gaudykles atomams arba manipuliuojant branduolių sukiniais puslaidininkių kristaluose. Tai labai sudėtingos technologijos, todėl mokslininkams pavyko geriausiu atveju sujungti vos kelis kubitus ir juos panaudoti paprasčiausioms loginėms operacijoms atlikti. Kur kas patvaresni galėtų būti mechaniniai kubitai. Įsivaizduokite metalinę liniuotę, kuri yra spaudžiama iš abiejų galų. Ji gali išsilenkti į kairę arba į dešinę. Jei tokios liniuotės ilgis bus matuojamas nanometrais, joje ims reikštis lenkimosi į kairę ir į dešinę superpozicija. Mičigano universiteto (JAV) ir japonų laboratorijos RIKEN mokslininkai, vadovaujami Franco Nori, siūlo tokiose mechaninių kubitų sistemose naudoti anglies nanovamzdelius arba plonyčius strypelius pagamintus iš silicio. ![]() Šis daugiaelementis strypelis, sudarytas iš daugiau kaip 50 mln. silicio atomų, gali lankstytis veikiamas išorinės jėgos galuose. Tokie strypeliai gali tapti baze mechaniniams kubitams. Mechaniniam kvantiniam kompiuteriui prireiks molekulinių 10-30 nm ilgio strypelių, sudėtų eilėmis su 10 nm tarpu tarp strypelių. Kiekvienas strypelis bus elektriškai įkrautas, todėl elektriniai laukai perpins pavienių strypelių elgsenas, todėl kubitai bus apdorojami vienu metu. Strypelius galima suspausti elektriškai arba mechaniškai, o kiekvieno strypelio būsena bus nuskaitoma optiniu arba elektriniu būdu. Dar per anksti pasakyti, ar mechaniniai kubitai galėtų konkuruoti, pavyzdžiui, su superlaidžiais grandynais, kurie tiriami jau 40 metų, todėl yra kur kas geriau suprasti. Mechaninių sistemų pranašumu gali būti tai, kad juose energija bus prarandama lėčiau, todėl ilgiau išliks ir pati superpozicija. Dėl to bus galima atlikti sudėtingesnius skaičiavimus. Nori planuoja atlikti pirmuosius eksperimentus su lankstomais anglies nanovamzdeliais dar šiemet. Eksperimentai bus atliekami vakuume ir labai žemose temperatūrose. Jeigu pavyktų užregistruoti superpozicijos efektą, grupė imsis mechaninių kubitų idėjos realizavimo. |
|