Raziskovalec in predsednik znanstvenega sveta Inštituta Jožefa Stefana Dragan Mihailović je že drugič v karieri prejel donacijo uglednega Evropskega raziskovalnega sveta (ERC). Tokrat so Mihailoviću in njegovi raziskovalni skupini dodelili sredstva, s katerimi se bodo približali izdelavi spominske enote za kvantni računalnik. »Naš namen je odkritja zaščititi s patenti in vzpostaviti poslovni model za izdelavo spominske enote,« pravi Mihailović. Gre za nadaljevanje raziskav, ki jih je s sodelavci začrtal že s prvim financiranjem ERC leta 2012, ko je za šestletno raziskovanje prejel skoraj dva milijona evrov. Tokratna subvencija znaša 150.000 evrov.
Lahko je nič in ena hkrati
Kvantni računalniki so eden najvznemirljivejših vidikov človeške prihodnosti. Razvoj računalniških procesorjev je bil v zadnjih sedmih desetletjih izjemen: njihova zmogljivost se je na leto in pol približno podvojila, velikost procesorjev in drugih elementov pa se je zmanjševala. »Miniaturizacija je že dosegla mejo: naprave, kot jih poznamo danes, so omejene z velikostjo osnovnih elementov,« pravi Mihailović. »Ko se osnovni gradniki približajo velikosti atomov, pa se zmanjševanje ustavi.« Znanstveniki ugotavljajo, da je nekakšna »fizična« meja razmerje en bit – en atom (bit je osnovna informacija, ki ima bodisi vrednost nič bodisi vrednost ena).
Vendar ta meja ni dokončna. Nove možnosti ponujajo prav kvantni pojavi – ti potekajo na ravni pod atomsko ravnjo in presegajo binarnost ničel in enic. V kvantni fiziki namreč elementi dosegajo posebna stanja, v katerih lahko – če zelo poenostavimo – zastopajo tudi enico in ničlo hkrati. To je mogoče na kvantni ravni doseči s superpozicijami, več hkratnimi stanji elementov, in denimo s kvantnim fenomenom prepletenosti (angl. entanglement), ko dva oddaljena nepovezana delca hkrati, v trenutku, zavzameta enako stanje oziroma pridobita enake lastnosti.
»Kvantni računalniki bodo v primerjavi s sedanjimi računalniki vsaj tisočkrat zmogljivejši,« napoveduje profesor Mihailović.
Namesto računalniške hale – kopalnica
Kvantni računalniki bodo reševali zapletene probleme, kot je recimo optimizacija logistike: izračunavali bodo, katera pot transporta, ki mora na primer potekati skozi več mest, je optimalna, najcenejša in najhitrejša. Ta na videz vsakdanji problem je za današnje računalnike matematično nerešljiv, pravi Mihailović. Računalniki nam ponujajo zgolj približke pravih odgovorov. Način delovanja kvantnih računalnikov pa je za kompleksna vprašanja kot naročen. Predvideti je mogoče, da bodo kvantni računalniki uporabni tudi pri prepoznavanju obrazov s fotografij (s čimer se bo spremenil način delovanja družbenih omrežij) ali pa pri iskanju po svetovnem spletu. Zdaj to delo opravljajo superračunalniki v velikih, stometrskih halah v ZDA, na Kitajskem, na severu Evrope. Njihovo delovanje je drago, tudi zato, ker petdeset odstotkov stroškov namenijo za hlajenje procesorjev, ki se močno segrevajo.
Po drugi strani bodo kvantni računalniki mnogo manjši. Delovali naj bi pri zelo nizkih temperaturah, blizu absolutne ničle (–273 stopinj Celzija), a hladilnice ne bodo velike in poraba energije bo v primerjavi s sedanjimi računalniškimi »farmami« zanemarljiva. Danes že delujoči komercialni kvantni računalnik, ameriški D-wave, ni večji kot domača kopalnica. V njegovem jedru je na prepletu cevi in žic obešen računalniški čip, za kakršnega naj bi spominske elemente razvijala tudi Mihailovićeva ekipa.
Iz tujine je že dobil nekaj ponudb, da bi njegova odkritja odkupili. O podrobnostih ne želi govoriti, vse ponudbe pa je doslej zavrnil, saj ni hotel prepustiti nadaljnega razvoja. Zaradi finančnih in družbenih omejitev celotnega razvoja ni mogoče zadržati v Sloveniji, zato se je njegova ekipa povezala tudi z raziskovalci v ZDA in v Švici. »A v raziskovalni projekt bomo vključili predvsem slovenske študente,« je napovedal Mihailović.
