Presa de specialitate ne-a informat, de curand, despre efectuarea primilor pasi ai ordinatorului cuantic. In legatura cu aceasta este util sa ne punem urmatoarele doua importante intrebari:
A) Este posibil sa realizam un sistem inviolabil de criptare?
B) Computerele, vor fi ele intr-o zi capabile sa efectueze - in paralel - milioane de operatii, ceea ce va face ca viteza de calcul sa explodeze curand?
Raspunsul la prima intrebare: asemenea sisteme exisa deja si sunt disponibile.
Raspunsul la cea de a doua intrebare: desi este inca o muzica a viitorului, exista totusi cateva realizari, aflate intr-un stadiu embrionar.
In Elvetia, un pol national de cercetari - condus de Scoala Politehnica Federala din Lausanne (EPFL) - se ocupa deja, de o buna bucata de vreme, de acest subiect, el are la dispozitie - pentru urmatorii patru ani - un fond de 20 milioane franci elvetieni (aproximativ 16 milioane USD). In luna martie 2004, s-a desfasurat la Lausanne o conferinta internationala care reunea 120 specialisti din 12 tari -reprezentanti ai fizicii cuantice, ai informaticii si telecomunicatiilor - care si-au propus sa exploreze perspectivele viitoare de aplicatii. Unul din conferentiarii invitati a fost profesorul Alain Aspect, initiatorul experientelor efectuate in anii 1980, la Institutul de optica din Orsay.
Aceste experiente au confirmat una din proprietatile cele mai misterioase ale fizicii cuantice: intrigarea (stare de confuzie, de dezordine, de amestec). Doua particule - emise de aceeasi sursa - continua sa se comporte ca un singur obiect, desi ele s-au indepartat, intre timp, una de alta. Fiecare din membrii perechii ,,stie" ceea ce se intampla cu celalalt, fara ca cele doua particule sa comunice in vreun fel una cu cealalta.
Un alt conferentiar a fost profesorul Nicolas Gisin care - impreuna cu echipa sa de cercetatori se situeaza in plutonul de frunte al tehnicilor de criptografie cuantica. In 2003, echipa lui Gisin a reusit sa realizeze prima teleportare cuantica la mare distanta - o anumita proprietate a unui foton (o particula de lumina) a fost transferata instantaneu unui alt foton, situat la o distanta de 2 kilometri.
Intr-un computer ,,clasic", fiecare bit (element de informatie) ia o valoare bine definita (0 sau 1), iar calculele sunt efectuate succesiv, unul dupa altul. O suita de 3 biti, de exemplu, reprezinta un numar dat printre opt combinatii posibile. In ordinatoarele cuantice, bitii sunt inlocuiti de cubiti (abreviere pentru ,,biti cuantici"). Acestia au particularitatea de a fi superpozitia unui 0 si altui 1. O suita de trei cubiti reprezinta astfel toate combinatiile posibile simultane, respectiv opt numere diferite. Aceste combinatii simultane sunt in numar de 16 - pentru o suita de patru biti - de 32 - pentru o suita de 5 biti, etc. Un computer cuantic este astfel in masura sa ,,digereze" si sa proceseze - intr-un singur ciclu de calcul - mai multe date suprapuse, furnizand ,,in bloc" toate rezultatele.
Microcalculator cuantic format din: conectori electrici, tub cu lichid, magnet permanent, polii piesei si partea de fier.
Primele realizari de laborator sunt inca destul de modeste, insa ele reprezinta (poate) primii pasi in directia unor masini capabile sa efectueze mii sau milioane de calcule in paralel (asadar incomparabil mai rapide si mai puternic decat cele mai puternice computere existente astazi). In plus, ele ar fi - pe deasupra - extrem de compacte. Intr-adevar, cubitii sunt materializati de catre atomi sau de particule. Aceste obiecte infime au ciudata proprietate de a se afla simultan in mai multe stari, in cazul unui atom - de exemplu - mai multe grade de excitatie. Un cubit poate fi concretizat atribuind valorile 0 si 1 la doua din aceste stari.
Un grup de cercetatori sub conducerea lui Dave Wineland (de la Institute of Standards and Technology din Boulder) si lui Rainer Blatt (de la Universitatea din Innsbruck) a facut de curand cunoscut primul tratament al unui algoritm cu un sistem cuantic de capcane cu ioni. Acesta corespunde unui prim pas catre concretizarea unei teorii cu totul noi si dispunand simultan de o enorma putere de calcul.
Toate computerele pe care le folosim astazi se bazeaza pe tehnologii inspirate de fizica lui Newton si Maxwell, insa miniaturizarea continua realizata in ultimele decenii se apropie din ce in ce mai mult de dimensiunile atomului - o scara unde regulile fizice se schimba pentru a deveni cuantice. Timp de multa vreme s-a incercat sa se minimizeze aceste fenomene cuantice; de curand, dupa cum am vazut, se incearca domesticirea lor cu scopul de a putea calcula mai bine si mai repede.
Un exemplu il constituie numerele prime, ordinatoarele clasice intampina probleme pentru a le factoriza. Ba chiar pe acest fenomen se bazeaza criptarea pe Internet, facand sa ajunga ca unui interlocutor un numar de 128 cifre - care este produsul a doua numere prime - sa ii furnizati o cheie aproape imposibil de decriptat, daca nu cunoasteti numerele prime care l-au generat. Insa - asa cum a aratat Peter Schor, un cercetator de la AT&T, in 1994 - cu un ordinator cuantic, decriptarea devine un joc de copil, aceasta deoarece intr-un computer clasic informatia este codata printr-o succesiune de 0 si 1, care corespund ei insisi unei stari fizice de incarcare si descarcare (sarcina si lipsa de sarcina).
1.Nielsen, M. y Chuang, I. "Quantum Computation and Quantum Information" Cambridge University Press (September, 2000)
2.Feynman, R. P. "Simulating Physics with Computers" International Journal of Theoretical Physics, Vol. 21 (1982)
3.Deutsch, D. "Quantum Theory, the Church-Turing Principle, and the Universal Quantum Computer" Proc. Roy. Soc. Lond. A400 (1985)
4.G. Benenti, G. Casati and G. Strini: Principles of Quantum Computation and Information, Vol. IS Basic Concepts (World Scientific, Singapore 2004).
5.Philippe Jorrand & Florin Ciontu - Informatica cuantica
6.Conf. Dr. fizica Nicolae Mosecscu , lector dr. fizica Andreia Popescu - ,,Fizica Generala" vol II partea a-II-a Editura Facultatii de Litere si Stiinte Ploiesti 1997
7.Wikipedia, enciclopedia libera de pe Internet
8.Contract cercetare CEEX 05-D11-55, Institutul National pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei, Pagina de web oficiala a Institutului National de Fizica si Inginerie Nucleara "Horia Hulubei", Facultatea de Fizica a Universitatii din Bucuresti
9.Mihai Draganescu - CONCEPTE GENERALE SI PROBLEME CUANTICE ALE PROCESARII INFORMATIEI - Academia Romana
10.NYSE, Nasdaq: HPQ - www.hp.com.
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
