Log In

Κβαντικός υπολογιστής παραγοντοποιεί αριθμούς

Thunder's picture
Στους κλασικούς υπολογιστές οι αριθμοί αντιπροσωπεύονται είτε από το 1 είτε από το 0, αλλά στους κβαντικούς υπολογιστές οι υπολογισμοί βασίζονται σε κβαντικές μονάδες ή κύβιτα (qubits), που μπορεί να είναι ταυτόχρονα 0 και 1, χάρη στο κβαντικό φαινόμενο της υπέρθεσης. Αυτό καθιστά πολύ πιο γρήγορο τον υπολογιστή στην επεξεργασία των αριθμών.
 

Μία ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ, ανέπτυξε για πρώτη φορά έναν κβαντικό υπολογιστή, ο οποίος βασίζεται σε πέντε μόνο άτομα και μπορεί να παραγοντοποιήσει μικρούς αριθμούς  (μετατροπή των αριθμών σε γινόμενο άλλων αριθμών).

 

Η παραγοντοποίηση μεγάλων αριθμών έχει ταλαιπωρήσει αρκετά τους επιστήμονες, αφού για παράδειγμα, για την παραγοντοποίηση ενός αριθμού με 232 ψηφία χρειάστηκε να ασχοληθούν επί 2 χρόνια έχωντας την βοήθεια πολλών υπολογιστών που έτρεχαν παράλληλα.

 

Η ιδέα για την επίλυση αυτού του προβλήματος, ήρθε όταν το 1994 ο καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών Peter Shor του Πανεπιστημίου ΜΙΤ πρότεινε έναν κβαντικό αλγόριθμο (τον πιο πολύπλοκο που έχει ποτέ δημιουργηθεί), ο οποίος μπορούσε να βρεί όλους τους πολλαπλασιαστές ενός μεγάλου αριθμού. Ο αλγόριθμος όμως αυτός δεν μπορούσε να εκτελεστεί μέχρι σήμερα.

 

Πρόσφατα, ερευνητές του ΜΙΤ και του αυστριακού Πανεπιστημίου του Innsbruck, με επικεφαλής τον καθηγητή Isaac Chuang της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης των Υπολογιστών του ΜΙΤ, έκαναν μια δημοσίευση στο περιοδικό "Science" στην οποία ανέφεραν ότι κατάφεραν να αναπτύξουν έναν κβαντικό υπολογιστή πέντε ατόμων, ο οποίος μπορεί να παραμείνει σταθερός μέσα σε μια παγίδα ιόντων.

 

Ο κβαντικός υπολογιστής χρησιμοποιεί παλμούς λέιζερ για να δημιουργήσει «λογικές πύλες» και να εκτελέσει τον αλγόριθμο του Shor σε κάθε ένα από τα πέντε άτομα, καταφέρνοντας έτσι να βρεί τους πολλαπλασιαστές του αριθμού 15, δηλαδή το 3 και το 5.

 

Με την προσθήκη περισσότερων ατόμων και λέιζερ, το σύστημα θα μπορεί να λειτουργήσει σε μεγαλύτερη κλίμακα. Κάτι τέτοιο απαιτεί πολύ μεγάλο ποσό χρημάτων και μπορεί να υλοποιηθεί στο μέλλον, σύμφωνα με τον Chuang.

 

H καινοτόμα αυτή έρευνα, που μεταξύ άλλων μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές για ασφαλέστερη κρυπτογράφηση, χρηματοδοτείται και από την υπηρεσία Intelligence Advanced Research Project Activity (IARPA), η οποία υποστηρίζει έρευνες που ενδιαφέρουν τις μυστικές υπηρεσίες των ΗΠΑ.