Podkast 130. Michał Oszmaniec: Komputer kwantowy. Baśnie tysiąca i jednego qubita

Opowieść o komputerze kwantowym ma dość wyraźnie zarysowany początek: rok 1981. Wtedy to znakomity fizyk amerykański Richard Feynman wypowiedział słowa przez pewne kręgi porównywane do zapisów Księgi Rodzaju: „Przyroda nie jest klasyczna, do diaska, więc jeśli chcesz ją symulować, to lepiej rób to w sposób kwantowo mechaniczny”. Dla ścisłości należy dodać, że nieco wcześniej mniej więcej to samo postulował matematyk Yuri Manin. Tyle że, po pierwsze, po rosyjsku, a po drugie, w sposób mniej memogenny.

Idea symulacji czy też obliczeń kwantowych była zatem gotowa dać się odkryć już na początku lat 80. ubiegłego wieku. I tworzyła kuszącą perspektywę, ponieważ – jak to ujął fizyk Seth Lloyd z MIT, „klasyczne obliczanie jest jak głos solowy; kwantowe – jak symfonia”. Wykorzystując prawa obowiązujące w mikroświecie można obmyślać komputery, które niejako „idą na skróty przez czas“ (termin ukuty przez pisarza i dziennikarza naukowego George’a Johnsona). I stosowne algorytmy, które mogłyby tę moc wykorzystać.

Z postępem i osiągnięciami idea komputerów kwantowych zaczęła przemawiać nie tylko do wyobraźni naukowej, ale także powszechnej, budząc lęk przemieszany z entuzjazmem, z których to uczuć żadne nie znajduje w pełni racjonalnego uzasadnienia. W wyklarowaniu tego pomieszania nie pomaga też dość nachalna medialna obecność wielkich graczy technologicznych, raz po raz ogłaszających kolejne przełomy w budowie procesorów kwantowych.

Tymczasem – jak opowiada gość pulsara – opisana wyżej dziedzina wciąż znajduje się w fazie, którą fizyk John Preskill z Caltechu określił mianem NISQ (noisy intermediate-scale quantum): procesory kwantowe już istnieją, ale nie są na tyle duże i na tyle odporne na szumy, by mogły wykazać fundamentalną przewagę nad zwykłymi, klasycznymi odpowiednikami.

Badania prowadzone przez Michała Oszmańca i jego grupę zdają się nawiązywać do słów Feynmana sprzed prawie pół wieku. Bardziej niż konkretnych realizacji, dotyczą teoretycznych podstaw fenomenu obliczeń kwantowych – ograniczeń, które na realne i hipotetyczne komputery nakłada sama przyroda.