Samo1995 píše: Dajme tomu, že máme na Marse skupinu častíc (1) previazanú časticami (2) na Zemi. Teraz:
Vyberieme si nejaký časový interval, napr. jedna milisekunda. Teraz príde to kúzlo:
Ak v danom časovom intervale zmení stav skupiny častíc (2). tak sa okamžite zmení aj stav skupiny častíc (1) na Marse. Z toho dostávame logickú jedničku.
A v danom časovom úseku stav nezmeníme, máme logickú nulu.
A otázka je, prečo to nemôže fungovať?
Dobře tedy, řeknu něco o kvantovém počítání, je to celkem podstatné a snad to pomůže něco objasnit a souvisí to i s výzkumem této sondy, jelikož i pro kvantové počítače je nutná kvantová provázanost.
Vůbec motivací pro výzkum kvantového počítání byl nejprve problém klasických počítačů, které nedokáží simulovat vývoj kvantových systému, protože jejich složitost roste exponenciálně. Z toho usoudil, že kvantový simulátor nebo kvantový počítač musí být rovněž kvantový aby simulaci kvantového systému zvládl.
Brzy se objevily další a další výhody kvantových počítačů, byly vymýšleny algoritmy, které by kvantové počítače zvládly jako například faktorizace obrovských čísel na součin prvočísel nebo zrychlené hledání v nestrukturovaném seznamu.
Co se týče fungování. U klasických počítačů máme jak známo bity, reprezentované 0 a 1. Ovšem u kvantových počítačů máme takzvané qubity, které jsou superpozicí stavů 0 a 1. Superpozice je zvláštní vlastnost kvantových objektů, kdy kvantový objekt v může být laicky řečeno na více místech najednou nebo ve více stavech současně. Tedy qubit může být současně 0 i 1. Qubity se dají reprezentovat různými způsoby, u fotonů třeba polarizací, u elektronů zase spinem. Spin je jakýsi vnitřní moment hybnosti částice, který může v dané soustavě nabývat směr nahoru a dolů. Ve skutečnosti jak jsme si právě řekli ovšem může být foton v superpozici stavů dvou polarizací stejně jako elektron v superpozici dvou spinů. Na velkou výpočetní kapacitu kvantového počítače tak stačí i poměrně malé množství qubitů.
Ovšem pozor, nutná podmínka k dosažení této výpočetní síly kvantového počítače je jeho velmi dobré odizolování od okolního prostředí. V případě jakékoli interakce s okolím nastává takzvaná dekoherence a kolaps superpozicí systému. Abych to ještě více vysvětlil, často se říká, že při provedení měření dochází ke kolapsu kvantového stavu, což je částečně pravda, měření je v tomto smyslu ovšem i interakce atomu s fotonem. My jsme z makroskopického světa zvyklí, že měření neovlivňuje to co měříme, v mikrosvětě jsou ale objekty tak malé, že k ovlivnění samotným aktem měření dochází. Tedy k tomu, abychom měli zachovanou superpozici musíme mít kvantový počítač dokonale izolovaný od okolí. Na to dnes existují velmi pokročilé metody, přesto je zatím rekord kvantový počítač složený z asi 12 qubitů a výpočet nějaké jednoduché sčítání jednociferných čísel. Do budoucna jsou ale kvantové počítače velkou nadějí. A dekoherence znamená to, že kvantový stav přijde o některé své vlastnosti.
A teď se konečně dostávám k tomu, proč to píšu sem.
Aby kvantový počítač fungoval, je nutná nejen kvantová superpozice stavů, ale i kvantová provázanost kvantových qubitů v konkrétním počítači. To znamená, že pokud bychom měli kvantový počítač složený dejme tomu z 1000 qubitů, tyto by musely být v superpozici stavů a zároveň kvantově provázané a pro splnění obou podmínek je nutné dokonalé odizolování od okolního prostředí. Pokud nebude jedna z těchto podmínek splněna kvantový počítač nebude fungovat.
A to je v podstatě odpověď na tvou otázku. Dvě částice o nichž mluvíš by sice mohly být kvantově provázané ale nebyly by v superpozici stavů. K tomu abychom skrze ně mohli kvantový výpočet uskutečnit musely by být obě na jednom místě součástí jednoho kvantového počítače. To znamená, že výzkum kvantového provázání na velké vzdálenosti je užitečný i pro kvantové počítače, vyzkouší se metody potřebné pro izolaci stavu, ale přímo kvantové počítání se takto testovat nedá.
Ještě na závěr bych dodal, že reálné kvantové počítače, které budou moci něco užitečného spočítat, budou muset mít těch qubitů tisíce, nejen kvůli složitosti výpočtů, ale i kvůli eliminaci chyb. Na druhou stranu kvantové počítače jsou snad budoucností a mohly by přinést velký průlom, takže je dobré na ně vynakládat finance.
