Vědci poprvé kvantově teleportovali logické hradlo

Nový úspěšný experiment kvantových fyziků z Oxfordu otevírá dveře praktickým možnostem kvantové teleportace. Vědcům se totiž poprvé povedlo přenést základ algoritmu.

Kvantoví fyzici z Oxfordské univerzity dosáhli významného pokroku v takzvané kvantové teleportaci. Sestrojili totiž plně škálovatelný kvantový počítač, který je schopný kvantové teleportace. Ten jejich dokáže přenášet „logická hradla“, což jsou zjednodušeně řečeno základy algoritmů.

Logický člen neboli hradlo je základní stavební prvek logických obvodů, který vyčísluje logickou funkci. Typicky má jeden či více vstupů a jediný výstup. Jde o základ algoritmů.

To znamená průlom, protože by to poprvé mohlo umožnit praktické využití této slibné, ale zatím nepraktické technologie. Právě algoritmy totiž znamenají programy či příkazy a vedou ke smysluplné komunikaci. A že je počítač škálovatelný, je zase důležité pro to, aby se jeho schopnosti daly využít nejen v laboratoři, ale také v reálném světě.

Podle britského deníku Independent mají autoři objevu k výsledkům velkou důvěru a tvrdí, že „umožní realizovat technologii nové generace na úrovni, která naruší průmysl“.

Od teorie k praxi

Kvantové počítače experti zkoumají už desítky let, ale výzkum až donedávna nepřinášel zásadní výsledky. Vypadalo to, že ještě dlouho zůstane čistě v oblasti teorie a vědecké fantastiky. Ale v poslední době už se první pokroky objevují.

Výhoda kvantových počítačů spočívá v tom, že nepoužívají klasické jedničky a nuly, ale tyto bity nahrazují takzvanými qubity, které mohou díky paradoxům kvantového světa fungovat jako jednička a nula současně. To nabízí zcela jiné možnosti pro programování, rychlost některých výpočtů a také to otevírá zcela nové oblasti, jež by počítače mohly řešit.

Díky tomu mají kvantové počítače potenciál být o několik řádů výkonnější než dnešní nejmodernější superpočítače, které využívají klasickou výpočetní technologii. Ne pro všechny oblasti, ale například pro šifrování a dešifrování je potenciál podle vědců obrovský.

Jak funguje teleportace

Ve sci-fi filmech se teleportace objevuje často – na obrovské vzdálenosti se v nich přenášejí věci, zvířata a mnohdy i lidé. Kvantová teleportace je ale něco jiného – přenáší se, zatím spíše na kratší vzdálenosti, jen informace. To se podařilo už mnohokrát, ale zatím nikdy se to netýkalo logických hradel. V tomto případě teleportace probíhala počítačovou sítí.

Funguje to díky takzvanému kvantovému provázání, což je specifické spojení mezi dvěma částicemi. Když jsou dvě částice takto provázané, promítne se změna stavu jedné okamžitě i do té druhé. A to i v případě, když jsou od sebe velmi daleko – teoreticky i na opačném konci vesmíru. Tento jev je tak rychlý, že to vypadá, jako by se informace přenesla na dálku, právě proto se procesu říká „teleportace“.

Při kvantové teleportaci se nejprve vytvoří provázání mezi dvěma částicemi. Poté se na jednom místě změří stav první částice a na základě tohoto měření je možné upravit stav té druhé, která je na jiném místě. Takto se „teleportuje“ informace o původním stavu, i když samotná částice se fyzicky nepohne. Proces je každopádně velmi složitý a v současnosti funguje pouze na úrovni částic, ne předmětů.

„Předchozí demonstrace kvantové teleportace se zaměřovaly na přenos kvantových stavů mezi fyzicky oddělenými systémy,“ uvedl pro Independent Dougal Main z katedry fyziky Oxfordské univerzity, který studii vedl. „V naší studii využíváme kvantovou teleportaci k vytváření interakcí mezi těmito vzdálenými systémy. Pečlivým přizpůsobením těchto interakcí můžeme provádět logická kvantová hradla – základní operace kvantových počítačů – mezi qubity umístěnými v oddělených kvantových počítačích. Tento průlom nám umožňuje efektivně propojit různé kvantové procesory do jediného, plně propojeného kvantového počítače,“ vysvětlil výzkumník.

Oxfordští vědci věří, že technika kvantové teleportace by mohla být jednou základem budoucího „kvantového internetu“, který by nabízel ultrabezpečnou síť pro komunikaci, výpočty a snímání. Tato síť by navíc nebyla svázána pravidly fyziky, která „běžnou“ rychlost přenosu limitují.

„Náš experiment dokazuje, že síťově distribuované zpracování kvantové informace je se současnou technologií proveditelné,“ dodal profesor David Lucas, hlavní řešitel výzkumného týmu a vedoucí vědecký pracovník britského centra pro kvantové výpočty a simulace.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Očkování i v lékárnách? Praktici se s lékárníky na přínosu neshodnou

Zájem o očkování proti chřipce by podle praktických lékařů nejvíc zvýšilo placení vakcíny z veřejného zdravotního pojištění, změna jejich objednávání a profesionální propagační kampaň. Očkování v lékárnách, které navrhuje ministr zdravotnictví Adam Vojtěch (za ANO), by podle nich významný dopad nemělo. Lékárníci s tím však nesouhlasí, zájem veřejnosti podle nich je. Proti chřipce se každoročně nechává očkovat asi sedm procent populace, seniorů pětina.
před 1 hhodinou

Země se může stát skleníkem dřív, než se čekalo, konstatuje mezinárodní výzkum

Rovnou několik složek klimatického systému Země může být destabilizaci blíž, než se doposud předpokládalo. Tvrdí to mezinárodní analýza vedená vědci z Oregonské státní univerzity. To podle nich vystavuje planetu zvýšenému nebezpečí, že se vydá cestou, na které budou nejrůznější, navzájem působící zpětné vazby zesilovat skleníkový efekt, což může ještě víc zesílit důsledky globálního oteplování.
před 14 hhodinami

Pravěká čelenka šamanky naznačuje kontakty mezi původními obyvateli a migranty

Evropa byla v pravěku kontinentem lovců. Ti ovládali světadíl desítky tisíc let, než sem přišli zemědělci z území dnešního Turecka. A ti narazili na původní obyvatele. Jak přesně tento střet vypadal, se téměř neví, známý je ale vítěz – byli jím zemědělci. Nový výzkum ukazuje na slavném artefaktu, jak mohl vypadat kontakt mezi oběma skupinami.
před 14 hhodinami

Americké úřady otočily, mRNA vakcínu proti chřipce začnou schvalovat

Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) změnil svůj postoj a oznámil společnosti Moderna, že nakonec přece jen přezkoumá její žádost o registraci nové vakcíny proti chřipce, oznámila společnost. Úřad přitom ještě minulý týden tvrdil, že žádost zamítl a vůbec se jí nebude zabývat.
před 15 hhodinami

Rizika AI vůči lidstvu jsou jasná, ale rozhoduje tlak investorů, obává se expert

Umělé inteligence (AI) představují podle kalifornského experta Stuarta Russella zásadní bezpečnostní riziko v mnoha oblastech. Vědec před nimi varoval na konferenci v Indii, kde tato technologie může velmi rychle zlikvidovat miliony pracovních míst.
včeraAktualizovánopřed 19 hhodinami

Nově popsaný pravěký krokodýl připomínal chrta. Jméno má po učiteli fyziky

Nově popsaný druh pravěkého krokodýlovitého tvora patřil zřejmě k nejrychlejším zástupcům svého druhu. Byl sice jen poměrně drobný, ale byl schopný dohnat jakoukoliv kořist, na kterou svými rozměry stačil.
17. 2. 2026

Lajkuj v pokoji. Meta si patentovala AI, která na sítích zastoupí zesnulého

Společnost Meta získala patent na jazykový model, jenž by v nepřítomnosti uživatele pokračoval v jeho aktivitě na sociálních sítích, napsal server Business Insider. Nástroj vycvičený na datech konkrétního účtu by vytvořil „digitální klon“, který by dle firmy byl vhodný k zastoupení dotyčného třeba v případě dovolené – nebo smrti. Meta tvrdí, že eticky sporného robota nemá v plánu dál rozvíjet.
17. 2. 2026

Klíčový úřad v USA končí s programy připravenosti na pandemie

Americké úřady plánují kompletní transformaci agentury, která se doposud starala o připravenost na možné budoucí pandemie a o ochranu Spojených států před AIDS. Kritici kroku varují, že to zemi oslabí v případě budoucích epidemií infekčních nemocí.
17. 2. 2026
Načítání...