Američki matematičari pretvorili „beskorisnu“ matematiku u odlučujući napredak na polju razvoja za kvantnih računara
Istraživači sa Univerziteta Južne Kalifornije (USC) u Sjedinjenim Američkim Državama došli su do značajnog otkrića u kvantnom računarstvu, oslonivši se na ranije zanemarene matematičke strukture i čestice koje su drugi odbacili kao bezvredne. Njihov rad bi mogao biti ključ u rešavanju problema ranjivosti i osnovnih nedostataka u radu kvantnih računara i omogućiti razvoj univerzalnih kvantnih sistema koji mogu izvršavati bilo koji zadatak.
U osnovi otkrića nalazi se korišćenje egzotičnih čestica zvanih anjoni za skladištenje i obradu kvantnih informacija. I dok se već neko vreme koriste tzv. Izing anjoni, oni omogućavaju samo ograničeni skup kvantnih operacija, poznat kao Klifordove kapije, koje nisu dovoljne za univerzalnu kvantnu obradu.
Kako bi prevazišli ta ograničenja, profesor matematike, fizike i astronomije Aaron Lauda i njegov tim fokusirali su se na jednu novu klasu teorija poznatu kao topološke kvantne teorije polja (TQFT). U okviru tih teorija pronašli su ono što su drugi do sada ignorisali, komponente sa tzv. kvantnim tragom jednakim nuli, koje su matematički zanemarivane jer su delovale beskorisno.
Ove ranije odbačene komponente tim sada naziva neglektoni. Ono što ih čini izuzetnim jeste činjenica da u kombinaciji sa Izing anjonima omogućavaju potpuno univerzalno kvantno računarstvo koristeći isključivo „braiding“, proces u kom se anjoni fizički kreću jedan oko drugog kako bi se izvršile kvantne logičke operacije.
Još zanimljivije: za postizanje univerzalnosti dovoljan je samo jedan neglekton, koji ostaje nepomičan, dok se svi ostali anjoni kreću oko njega.
Međutim, korišćenje ne-semisimple okvira donosi i određene matematičke nepravilnosti koje mogu ugroziti doslednost kvantne mehanike. Zbog toga su mnogi raniji pokušaji da se ovi modeli primene u kvantnom računarstvu bili napušteni. Laudin tim je ipak osmislio inovativan sistem kvantnog kodiranja koji ove nepravilnosti efektivno „izmešta“ van prostora gde se odvija sama računarska obrada, slično kao da pravite kvantni računar u kući sa nestabilnim sobama, ali svo računanje smestite u one stabilne.
Ova nova paradigma mogla bi značajno doprineti razvoju kvantnih računara koji su otporniji na greške i sposobni da izvršavaju bilo koju kvantnu operaciju, a sve zahvaljujući česticama koje su do skoro bile smatrane matematičkim „otpadom“, piše Interesting Engeneering.
Benchmark.rs
