Fizičar Richard Feynman je 1981. godine razmišljao o “minimalnim računalima koja rade na temelju zakona kvantne mehanike”.

Smatrao je da bi kvantna računala na najbolji način simulirala stvarne kvantne sustave, a taj je izazov znatno veći od računalne moći najbržih superračunala. Međutim, nedavno ostvaren napredak ponovno je pobudio entuzijazam za stvaranjem znatno jačih kvantnih računala. Već se provode testiranja u Sjedinjenim Američkim Državama, Europi i Kanadi uz pomoć različitih tehnologija. Iako su dosadašnji pokusi polučili jedino sustave koji pokazuju da princip funkcionira, nude primamljiv uvid u mogućnost razvoja superračunalne moći u budućnosti. Važno je napomenuti da je IBM ponovno vratio interes za područje koje se dosad malo istraživalo. Trud tvrtke odgovor je na rezultate ostvarene na sveučilištu Yale i kalifornijskom sveučilištu u proteklih nekoliko godina, koja ispituju mogućnosti razvoja kvantnog računarstva na temelju standardne tehnologije mikroelektroničke proizvodnje. Obje su skupine koristile sloj superprovodljivog materijala, renija ili niobija, na poluprovodljivoj površini koja, kad se ohladi do apsolutne nule, pokazuje ponašanje na kvantnoj razini. Znanstvenici iz Kalifornije i s Yalea najavili su da u 2011. i idućim godinama očekuju daljnji povoljni razvoj. Na najosnovnijoj razini kvantna su računala sastavljena od kvantnih čestica ili qubita, a ne standardnog materijala od kojih su načinjena digitalna računala. Klasična računala sadrže tranzistore koji su ili uključeni ili isključeni, to jest stanje je 1 ili 0. Qubit može biti oblikovan na različite načine te istovremeno predstavljati 1 i 0. Ta se osobina zove superpozicija. Potencijalna snaga kvantnog računarstva potječe od mogućnosti provođenja matematičkih operacija vezano uz oba stanja istovremeno. U dvoqubitnom sustavu bilo bi moguće raditi računalne operacije na četiri vrijednosti istovremeno, a u troqubitnom na osam. Kako se broj qubita povećava, eksponencijalno raste potencijalna moć procesiranja. Dakako, postoji i kvaka. Sami čin mjerenja i praćenja qubita može ga lišiti računalnog potencijala. Stoga su znanstvenici pomoću kvantne nelokalne veze, u kojoj su čestice toliko povezane da mjerenje osobina jedne otkriva podatke o drugoj bez obzira na njihovu udaljenost, prikupljali podatke.

No stvaranje i održavanje qubita u povezanom stanju iznimno je zahtjevno. Tehnologiju srodne uporabe razvila je kanadska tvrtka koja se bavi proizvodnjom računala DW-ave Systems. DW-ave je osmislio sustav s više od 50 kvantnih bitova, no mnogi znanstvenici ne vjeruju da je riječ o pravoj vezi. Ipak, Hartmut Neven, znanstvenik zaposlen u Googleu koji se bavi umjetnom inteligencijom, kaže da je Google dobio prijedlog DW-avea i Nasina laboratorija za mlazni pogon da Googleu sljedeće godine razviju pogon za kvantno računarstvo koji će se temeljiti na tehnologiji tvrtke DW-ave. Trenutno se razvijaju i dva konkurentna tehnološka projekta. Jedan se temelji na izgradnji qubita od iona, nabijenih atomskih čestica, u elektromagnetskom polju. Pomoću lasera se raskida veza među ionima. Do danas su tom metodom stvoreni sustavi od najviše osam qubita, a znanstvenici vjeruju da će njihove ideje dovesti do ostvarenja znatno većih sustava. Tim se sustavom trenutno bavi više od 20 sveučilišnih i korporativnih laboratorija. U lipnju su znanstvenici iz Toshibina istraživačkog centra u Europi i sveučilišta Cambridge objavili da su stvorili svjetlosne diode s posebnim kvantnim točkama koje služe kao izvori svjetla za vezane fotone. Sada razvijaju složenije sustave i tvrde da su na tragu razvoja korisnih kvantnih računala. Rob Schoelkopf, fizičar koji predvodi tim na Yaleu, kaže da su ostvatili napredak. “U toj smo fazi da nastojimo razviti qubite tako da tvore integrirani krug koji bi omogućio stvaranje velikog broja qubita odjedanput”, kaže. “Sljedećih godina dogodit će se razvoj sustava s više qubita, ali tek nekolicina takvih projekata.” Dobro je to što se, kaže, sporim porastom broja qubita tisuću puta pojačala preciznost kontrole kvantne interakcije. Kalifornijski znanstvenici tvrde da vjeruju da će sljedeće godine udvostručili procesnu moć kvantnih računala. John Martinis, jedan od fizičara iz tog tima, kaže da razvijaju uređaj s četiri qubita i pet rezonatora, što su standardne mikroelektroničke komponente za pokretanje kvantne veze. “Ako sve prođe po planu, nadamo se da ćemo sustav proširiti na osam qubita i devet rezonatora u sljedećih godinu dana”, kaže.

John Markoff