Kvantumbitek

2021.03.08.
Kvantumbitek

A kvantumszámítógép egy a kvantumos információ manipulálására alkalmas berendezés, melynek egyik legismertebb fajtájában az információt kétállapotú kvantumrendszerben, ún. kvantumbitekben tároljuk, hasonlóan a klasszikus számítógépek bit alapú adattárolásához. Ellenben a kvantumbitek alapvetően különböznek klasszikus társaiktól, mert itt a két lehetséges állapot (0 és 1) tetszőleges szuperpozíciója megvalósítható. Ez a szabadság teljesen új határokat nyit meg a számítások terén, és olyan algoritmusok konstruálhatóak meg, melyek gyorsabban vagy kisebb erőforrással oldalnak meg problémákat a kvantumszámítógépeken, mint klasszikus számítógépeken. Ez a fő motiváció, amiért a kutatók jelenleg is azon dolgoznak, hogy minél jobb és nagyobb kvantumszámítógépet építsenek.  

A mai korszerű kvantumszámítógépeken, melyek kb. 10-100 kvantumbitből állnak, még nem lehet bonyolultabb kvantumalgoritmusokat futtatni, mert a különböző zajforrások miatt a kvantumbiteket nem tudjuk tökéletesen kontrollálni. Komplexebb problémák megoldásához a környezeti hatásoktól védettebb rendszereket érdemes alkalmazni. Ennek egyiik legismertebb formája a topologikus kvantumszámítógép, ahol topologiailag nem triviális kvantumrendszereket használunk a kvantuminformáció robosztusabb tárolására és manipulálására. Kutatásaink során ilyen topologialilag nem triviális kvantumrendszerek (Majorana-drót, surface code) elméleti kutatásával foglalkozunk.

Kapcsolat: Széchenyi Gábor