Mitä tekisin maailman syvimmällä kaivoksella? (Voisiko sinne sijoittaa esimerkiksi kvanttitietokoneen?)

.

Mitä tekisin maailman syvimmällä kaivoksella? (Voisiko sinne sijoittaa esimerkiksi kvanttitietokoneen?)

Maailman syvin kaivos (1) sopisi aivan hyvin kvanttitietokoneen (2) tai kvanttitietokonesimulaattorin sijoituspaikaksi. Sinne voisi sijoittaa tuon supertehokkaan laskimen, koska syvä kaivos tarjoaa erinomaisen suojan kosmista säteilyä vastaan, ja tuo stabiili ympäristö voisi auttaa kubittien valmistamisessa. Kubitti(2) eli kahden kvanttitilan lineaarinen superpositio tai yksinkertaisesti bitti (3) millä on ylimääräinen ulottuvuus on erittäin herkkä nimenomaan elektromagneettisen säteilyn vaikutukselle. 

Monesti itse kutsun kubittia nimellä bitti, millä on ylimääräinen ulottuvuus, siksi että kubitti kuljettaa tietoa kvanttitietokoneessa. Eli kuten kaikki tietävät, niin normaalit bitit pitävät sisällään arvot 0 ja 1, mutta kubitissä saattaa olla esimerkiksi arvot 0,1,2,3, joka tarkoittaa että kubitti on tuolloin neljän tason arvoinen. 

Kvanttitietokoneen idea on se, että se siirtää tietoa rivissä, kun taas perinteinen tietokone siirtää tietoa jonossa. Eli joskus tutkijat ovat ehdottaneet sliding window-mallin käyttöä siihen kun bittijono ajetaan kubiteille. Tuolloin liukuva ikkuna lukee bittijonon noille kubittikanaville, ja sen jälkeen tieto liikkuu lineaarisessa muodossa kvanttitietokoneessa, ja kun se on valmis, niin tieto muutetaan taas jonoksi, ja ajetaan tavalliselle tietokoneelle tarkasteltavaksi.  

Alimmat kaksi tasoa kertovat sen että onko järjestelmässä virta päällä tai virta pois, ja ylemmät kaksi tasoa 2, ja 3 on varattu tiedonsiirtoon. Perinteisissä tietokoneissa 0 tarkoittaa virran katkaisua, ja tuota aikaa minkä virta on poikki mitataan kellolla. Jos virta on poikki yli tietyn ajan, niin silloin se tulkitaan virran katkaisemiseksi. Ja juuri kello tekee perinteisistä tietokoneista hiukan hitaita. 

Kubitti- eli kvanttitietokoneessa kaksi alinta tasoa voidaan varata ilmoittamaan että onko koneessa virta pois vai päällä. Ja kaksi ylempää tasoa taas suorittaa tiedon siirtoa, mikä tekee järjestelmästä hyvin nopean. Eli se mikä rajoittaa yksittäisen kubitin tasojen määrää on se että miten järjestelmä erottaa nuo tasot, mitä tarkoittaa että jännite-erojen noiden tasojen välillä pitää olla tarpeeksi suuria. 

Tuolloin kahden ylemmän tason varaaminen tiedonsiirtoon takaa sen, että prosessorin teho tai nopeus voidaan moninkertaistaa perinteiseen tietokoneeseen nähden.  Tuolloin vain jännite-eron näiden tasojen kaksi ja kolme välillä pitää olla tarpeeksi suuri, jotta kellon tarve eliminoidaan. Kubitteja itsessään voidaan asettaa riviin rajattomasti, ja silloin esimerkiksi viisi tai kymmenen kubittikanavaa toimii kuten yksi kubitti. Tätä kutsutaan joskus makrokubitiksi. 

Eli periaatteessa kvanttitietokone on hyvin yksinkertainen väline, tarvitaan vain sähköjohto ja siihen kiinnitetty volttimittari, ja jokainen viiva volttimittarilla voisi olla kubitin taso. Mutta se miten tuollainen laite saadaan käytännössä toimimaan on hiukan vaikeampaa kuin teoriassa. 

(1) https://yle.fi/uutiset/3-11569186

(2) https://fi.wikipedia.org/wiki/Kvanttitietokone

(3) https://fi.wikipedia.org/wiki/Kubitti

(4) https://fi.wikipedia.org/wiki/Bitti