a) Fredkinpoort b) Het idee van het experiment c) Het idee omgezet in werkelijkheid d) De theoretische (doorzichtig) en de gemeten waarden (afb: Science Advances)
De berichtgeving rond kanker heeft wel iets weg van die rond kwantumcomputers, die grossiert in ‘doorbraken’. We hebben er nu weer een, een doorbraak, op het gebied van kwantumcomputers. Een van de ‘grote uitdagingen’ zou zijn overwonnen. Dat zou zijn gebeurd door een ingewikkelde logische kwantumbewerking te vereenvoudigen. Onderzoekers van de Grifftihuniversiteiten en die van Queensland, beide uit Australië, zouden voor het eerste een zogeheten Fredkinpoort hebben verwezenlijkt.
“Net zoals bij de gewone computer, bestaan de hersens van de kwantumcomputer uit ketens logische schakelingen, alhoewel logische kwantumpoorten verbonden zijn aan kwantumfenomenen”, zegt onderzoeker Raj Patel van de Griffith-universiteit. “Wij laten in ons experiment zien hoe je direct grotere kwantumcircuits kunt bouwen zonder kleine logische poorten te hoeven gebruiken.”
Nu kunnen er geen schakelingen van poorten worden gemaakt voor de kwantumcomputer, zelfs niet op kleine of middelgrote schaal, omdat daarvoor veel poorten moeten worden geïntegreerd. Een zo’n poort is die zogeheten Fredkinpoort. Dat is een driebitspoort, waarvan er twee ‘omklappen’ als de derde een is. Het is een zogeheten universele poort. Dat betekent dat elke logische of rekenkundige bewerking geheel kunnen worden afgedaan met Fredkinpoorten.
Normaal wordt een Fredkinpoort opgebouwd uit vijf logische operaties. De onderzoekers gebruikten verstrengeling tussen fotonen (lichtdeeltjes) om de Fredkinoperatie direct te verwezenlijken. “Er zijn kwantumalgoritmes, zoals het Shoralgoritme voor het factoriseren van getallen, die zo’n Fredkinoperatie nodig hebben”, zegt Tim Ralph van de universiteit van Queensland. “De kwantumfredkinpoort kan ook gebruikt worden om twee reeksen kwantumbits te vergelijken. Dat is niet alleen nuttig bij rekenen maar wezenlijk bij sommige veiligheidsprotocollen om te verfiëren of twee digitale handtekeningen hetzelfde zijn.” Deze logische poort heeft, zoals al gesteld, meer mogelijkheden, waardoor een scala aan bewerkingsmogelijkheden voor de kwantumcomputer openligt, denken de onderzoekers. Wij wachten rustig af.
Bron: eScience News