Jakie inne właściwości posiadają kubity?
Superpozycja jest bardzo ulotna. Próba zmierzenia stanu kubita w superpozycji, powoduje zniszczenie tego stanu, a kubit ‘przeskakuje’ na 0 lub 1. Tylko pozornie uniemożliwia to wykorzystanie potencjału kubitów. W powiązaniu ze splątaniem kwantowym (ang. entanglement), cechą opisaną w mechanice kwantowej, obie właściwości można wykorzystać do skonstruowania bezpiecznego kanału komunikacji, w którym zostanie wykryta każda próba jej „podsłuchania”.
Naukowcy zaobserwowali ten fenomen, by w powtarzalny sposób replikować zjawisko splątania, chociaż nie potrafią go wyjaśnić z naukowego punktu widzenia. Polega on na powiązaniu za sobą minimum dwóch kubitów, w sposób umożliwiający na determinowanie stanu jednego kubitu na drugi, pomimo fizycznej odległości pomiędzy nimi. Powyższe zjawisko można wykorzystać przy transmisji informacji kwantowej czyli tzw. kwantowej teleportacji.
Jakie są ograniczenia technologii kwantowej?
Technologia kwantowa - jak każda - posiada pewne ograniczenia, które stanowią istotne wyzwania w rozwoju komputerów kwantowych. Największym z nich są fizyczne właściwości kubitów, które uniemożliwiają skopiowanie stanu superpozycji. Typowa operacja, bez której nie mogłyby działać dzisiejsze komputery, w przypadku kubitów jest po prostu niemożliwa. W konsekwencji, nie ma możliwości, by zbudować kwantową pamięć masową (storage), która umożliwi utrwalenie stanu systemu kwantowego, a następnie jego wczytanie do kwantowej pamięci operacyjnej (kwantowych rejestrów).
Kubity wzbudzone do superpozycji, pozostają w niej stosunkowo krótko, a czas zależy od temperatury, ‘szumów’ elektromagnetycznych, które mogą zakłócić czy wytrącić kubity z superpozycji. W konsekwencji, obecnie technologia kwantowa jest jeszcze mocno narażona na nieprawidłowości. Aby zapewnić stabilność obliczeń na kubitach podatnych na błędy, koniecznie należy wykorzystywać mechanizmy korekcji błędów. Oznacza to, że do obliczeń kwantowych będzie potrzebna znacznie większa liczba kubitów, niż ta wynikająca z samego zdefiniowania algorytmu. Kubity najlepiej funkcjonują w niskich temperaturach, bliskich zera absolutnego. Rozmiary dzisiejszych systemów kwantowych głównie wynikają z konstrukcji komór chłodzących, w których działają procesory. W związku z tym, kwantowe procesory raczej nie znajdą zastosowania w laptopach, gdyż w temperaturze pokojowej kubit nie byłby w stanie dostatecznie długo pozostać w stanie superpozycji.
Jak komputery kwantowe zmienią świat?
Komputery oparte na technologii kwantowej będą miały wielokrotnie większe moce obliczeniowe niż dzisiejsze urządzenia przy krótszym czasie potrzebnym do wykonania operacji. Ta przyszłościowa technologia, bazująca na mechanice kwantowej, jest obecnie na etapie badań a jej pełna komercjalizacja będzie możliwa w perspektywie kolejnych dziesięciu lat. Umożliwi sięgnięcie z technologią do miejsc, które obecnie są dla nas jako społeczeństwo niedostępne a jej potencjalne zastosowania są bardzo szerokie – może znacząco przyspieszyć opracowanie i wdrożenie nowych leków, umożliwić optymalizację łańcucha dostaw, usprawnić komunikację czy wynieść na nowy poziom analizę portfela inwestycyjnego.
Dobrym przykładem może być współpraca pomiędzy Quantum Computing (QCI) i IPQ Analytics, która ma za zadanie stworzenie techniki poprawiającej efektywność bardzo kosztownego procesu testów klinicznych nowych leków.