محققان تایوانی موفق به ساخت کوچک‌ترین کامپیوتر کوانتومی جهان شده‌اند که قادر است مسائل پیچیده را تنها با یک فوتون حل کند. این دستاورد توسط گروهی از پژوهشگران دانشگاه ملی Tsing Hua در تایوان طی یک کنفرانس مطبوعاتی معرفی شد. کامپیوتر کوانتومی مورد نظر، که اندازه‌ای به کوچکی یک جعبه دارد، در اولین آزمایش خود با استفاده از «الگوریتم شور» توانست مسئله ریاضی مرتبط با اعداد اول را با موفقیت حل کند.
تایوانی‌ها کوچک‌ترین کامپیوتر کوانتومی دنیا را ساختند
توسعه کامپیوتری با چنین ابعاد و حجمی از این جهت حائز اهمیت است که تیم تحقیقاتی موفق شده‌اند بر چالش‌های کلیدی محاسبات کوانتومی، مانند نیاز به دمای بسیار پایین و مصرف انرژی بالا، غلبه کنند. این تیم تأکید کردند که این ابزار کوانتومی کوچک مبتنی بر فوتون می‌تواند بدون نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده عظیم و پیچیده به‌خوبی عمل کند. به گفته محققان، این دستاورد، گامی بزرگ در پیشرفت فناوری‌های کوانتومی به شمار می‌رود. آنچه این کامپیوتر کوانتومی را منحصربه‌فرد می‌کند، استفاده از تنها یک فوتون برای حل مسائل پیچیده است. این سیستم قادر است یک فوتون تکی با ابعاد بالا، که به‌عنوان ذره‌ای بنیادی در تعاملات الکترومغناطیسی عمل می‌کند، را رمزگذاری کند. این فوتون در قالب یک بسته موج، ۳۲ بُعد اطلاعاتی یا Time-bin را در خود جای داده است.
از دست دادن اطلاعات و بروز خطاهای محاسباتی به‌علت ارتعاشات یا میدان‌های مغناطیسی از مشکلات رایج در محاسبات کوانتومی هستند. اما فوتون‌ها، به‌دلیل گستره وسیع انتقال و کاهش حساسیت به تداخل‌های خارجی، نقش کلیدی در توسعه کامپیوترهای کوانتومی تجاری ایفا می‌کنند. برخلاف کامپیوترهای سنتی که از بردهای مدار برای پردازش استفاده می‌کنند، محاسبات کوانتومی از فوتونیک برای انتقال داده و از اصول فیزیک کوانتومی برای پردازش اطلاعات بهره می‌برد. در حالی که کامپیوترهای سنتی با استفاده از بیت‌ها، که تنها قادرند صفر یا یک باشند، اطلاعات را پردازش می‌کنند، برهم‌نهی کوانتومی به کیوبیت‌ها اجازه می‌دهد تا هم‌زمان هم در حالت صفر و هم در حالت یک قرار بگیرند. به همین دلیل، کامپیوترهای کوانتومی قادرند محاسبات پیچیده را تا ۱۰۰ میلیون بار سریع‌تر از کامپیوترهای معمولی انجام دهند.