Kvantni računari godinama se predstavljaju kao uređaji koji bi jednog dana mogli da rešavaju probleme nedostižne najmoćnijim klasičnim računarima. Međutim, između teorijskog obećanja i korisnog rezultata postoji veliki problem: kako dokazati da je kvantni uređaj zaista tačno uradio zadatak ako klasičan računar ne može praktično da ponovi isti proračun?
Nova demonstracija kompanije IBM i istraživača sa Univerziteta u Čikagu pokušala je da odgovori upravo na to pitanje. Kvantni sistem obavio je složen račun za koji bi direktna klasična simulacija zahtevala nepraktično mnogo vremena i računarskih resursa. Ključ novog pristupa nije samo u brzini već u mogućnosti da se dobijeni rezultat nezavisno proveri pomoću drugačije matematičke metode.
Vest je 1. avgusta preneo Phys.org, navodeći da demonstracija ispunjava osnovne kriterijume takozvane proverljive kvantne prednosti. To znači da kvantni računar ne pokazuje samo rezultat koji je teško kopirati već nudi dovoljno informacija da se njegova ispravnost proveri bez ponavljanja kompletnog procesa.
Klasični računari informacije obrađuju pomoću bitova koji imaju vrednost nula ili jedan. Kvantni računari koriste kubite, koji zahvaljujući zakonima kvantne fizike mogu biti u kombinaciji više stanja. Kada se kubiti povežu na odgovarajući način, sistem može da istražuje veliki broj matematičkih mogućnosti. To ne znači da je svaki kvantni računar automatski brži u svakom zadatku. Prednost se pojavljuje samo kod određenih vrsta problema i uz pažljivo osmišljene algoritme.
Dodatnu teškoću predstavlja činjenica da su kubiti osetljivi na najmanje smetnje iz okoline. Toplota, vibracije i elektromagnetni šum mogu izazvati greške. Zbog toga se savremeni kvantni sistemi drže u izuzetno kontrolisanim uslovima, a veliki deo istraživanja posvećen je prepoznavanju i ispravljanju grešaka.
U novom eksperimentu istraživači su koristili zadatak čija struktura omogućava proveru određenih osobina rezultata. To se može uporediti sa veoma složenom slagalicom koju je teško sastaviti, ali kod koje je relativno lako proveriti da li svi delovi stoje na pravom mestu. Klasičan računar možda ne može efikasno da ponovi čitavu kvantnu putanju, ali može da proveri matematičke „tragove“ koje je ona ostavila.
Takav pristup važan je jer kvantna prednost bez kontrole rezultata ima ograničenu vrednost. U oblastima kao što su razvoj novih materijala, hemija, farmacija, optimizacija saobraćaja ili energetskih mreža nije dovoljno dobiti odgovor. Potrebno je znati koliko mu se može verovati.
Istraživači ipak ne tvrde da će klasični računari uskoro postati suvišni. Naprotiv, budući sistemi najverovatnije će biti hibridni. Klasični računari obavljaće svakodnevne zadatke i upravljati podacima, dok će kvantni procesori biti uključivani samo u delovima problema za koje imaju jasnu prednost.
Još jedna važna pouka jeste da se granica praktične nedostižnosti stalno pomera. Algoritmi za klasične računare postaju bolji, pa zadatak koji danas izgleda nemoguć za nekoliko godina može postati rešiv. Zbog toga se tvrdnje o kvantnoj prednosti pažljivo proveravaju, a svaka nova demonstracija mora da izdrži poređenje sa najboljim poznatim klasičnim metodama.
Za većinu ljudi kvantni računar još dugo neće biti uređaj koji stoji na stolu ili u telefonu. Njegov uticaj mogao bi se prvo osetiti posredno, kroz preciznije modele molekula, bolje baterije, nove materijale i efikasnija industrijska rešenja. Najnoviji eksperiment ne znači da je kvantna revolucija završena. On pokazuje da istraživači konačno postaju bolji ne samo u dobijanju neobičnih rezultata već i u dokazivanju da ti rezultati imaju smisla.
S.B.
