Zarys historii nośników informacji. Część trzecia: jutro

Pamięć w komputerach kwantowych

Każdego, kto chce zrozumieć specyfikę pamięci, która ma działać w komputerze kwantowym, gorąco zachęcam do przeczytania doskonałego artykułu autorstwa śp. R. Sobkowskiego pt. „Komputer kwantowy – krok naprzód”.

Coraz popularniejszy staje się pogląd, że konieczna jest zmiana nie tylko technologii (przecież tak naprawdę nasz PC to ciągle reanimowany staroć sprzed 25 lat!), ale również sposobu przechowywania danych. Za wzór przyjmuje się ludzki mózg, w którym informacja nie jest przechowywana jako zbiór danych posegregowanych w komórkach pamięci, ale jako zbiór pewnych wzorców. Oczywiście zupełnie inaczej wygląda dostęp do informacji. Próbą zbliżenia technologii elektronicznych do zasad funkcjonowania mózgu człowieka jest zastosowanie zjawisk kwantowych. Komputer kwantowy będzie wykorzystywał podstawę zjawisk kwantowych: obiekty kwantowe mogą występować jednocześnie w dwóch stanach. Jednocześnie, zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej, obiekt kwantowy mający dwa stany (0 i 1) może znajdować się względem nich w dowolnej superpozycji. Innymi słowy, może być w dowolnym stanie pośrednim między stanami 0 i 1. Bit kwantowy, lub też kubit (ang. quantum bit), jest fizycznie reprezentowany przez układ o dwóch wyróżnionych stanach. Układem takim może być atom lub jon z dwoma poziomami energetycznymi, co pozornie pozwala na przechowanie w jednym kubicie nieograniczonej ilości informacji. Jednak jej odczyt niszczy superpozycję stanów i daje wynik 0 lub 1. Informatyka kwantowa to odległa przyszłość ze względu na problemy konstrukcyjne i implementacyjne. Jednym z nich jest niestabilność stanów kwantowych i ich wrażliwość na zakłócenia. Prowadzi to do utraty kwantowej spójności, czego konsekwencją jest wysoki poziom błędów. Ten i inne problemy są stopniowo rozwiązywane. W 2005 roku zademonstrowano pamięć zdolną do utrzymania kubitów w wielostanowych superpozycjach, bez utraty ich wzajemnej zależności, przez okres 10 s. Niby niewiele, ale zważywszy na złożoność zagadnienia – wcale nie tak mało. Prace nad komputerami kwantowymi są ściśle tajne. Bez wątpienia rękę na pierwszej w pełni funkcjonalnej maszynie tego typu położy wojsko, głównie z powodu jej wprost fantastycznych możliwości w dziedzinie kryptologii.