Informatică cuantică

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 întrebari:

A) Este posibil sa realizam un sistem inviolabil de criptare?

B) Computerele, vor fi ele într-o zi capabile sa efectueze - în 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 întrebare: desi este înca o muzica a viitorului, exista totusi cateva realizari, aflate într-un stadiu embrionar.

In Elvetia, un pol national de cercetari - condus de Scoala Politehnica Federala din Lausame (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 Lausame o conferinta internationala care reunea 120 specialisti din 12 tari -reprezentanţi 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 în 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 îndepartat, între timp, una de alta. Fiecare din membrii perechii „stie" ceea ce se întampla cu celalalt, fara ca cele doua particule sa comunice în vreun fel una cu cealalta.

Un alt conferentiar a fost profesorul Nicolas Gisin care - împreuna cu echipa sa cercetatori - se situeaza în plutonul de frunte al tehnicilor de criptografie cuantică. In 2003, echipa lui Gisin a reusit sa realizeze prima teleportare cuantica la mare distanta - o anumita proprietete a unui foton (o particula de lumina) a fost transferata instantaneu unui alt foton, situat la o distanţă 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 înlocuiti de cubiti (abreviere pentru „biti cuantici"). Acestia au particularitatea de a fi superpozitia unui 0 si altuia 1. O suita de trei cubiti reprezinta astfel toate combinatiile posibile simultane, respectiv opt numere diferite. Aceste combinatii simultane sunt în numar de 16 - pentru o suita de patru biti - de 32 - pentru o suită dc 5 biti, etc. Un computer cuantic este astfel în masura sa „digereze " si sa proceseze - într-un singur ciclu de calcul - mai multe date suprapuse, furnizand „ în 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 încă destul de modeste, însa ele reprezintă (poate) primii pasi in directia unor masini capbile sa efectueze mii sau milioane de calcule în paralel (asadar incomparabil mai rapide şi 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 în mai multe stari, în cazul unui atom - de exemplu - mai multc grade de excitatie. Un cubit poate fi concretizat atribuind valorile 0 şi 1 la două din aceste stări.