On s‘engage, et puis on voit
(Pradžioje įsivelti į mūšį, o tada bus matyti; priskiriama Napoleonui)

Fantastiniuose romanai svarbiausiu buvo radijas. Su juo laukta žmonijos laimės. Ir štai radijas yra, o laimės – ne,
I. Ilfas. Užrašų knygutės

Taip pat skaitykite Algebra akimirksniu

1980 m. rusų matematikas J. Maninas¹⁾ knygos „Suskaičiuojama ir nesuskaičiuojama“ pratarmėje pabrėžė, kad kvantinis kompiuteris turės gerokai didesnę būsenų erdvę nei klasikinis kompiuteris su tuo pačiu elementų kiekiu. O 1982 m. amerikietis R. Feinmanas straipsnyje „Fizikos kompiuterinė simuliacija“ eina iš kitos pusės: ar įmanoma efektyviai sumodeliuoti didelę kvantinę sistemą klasikinių skaičiavimo priemonių pagalba? Ir atsakė: NE, jos būsenų erdvė pernelyg plati; būtinas kvantinis kompiuteris.

Bet kas yra toji „būsenų erdvė“ ir kodėl kvantinei sistemai ji tokia plati. Pradžioje palyginsime įprastinių ir kvantinių bitų rinkinius.

Bitas – tai fizikinė sistema, galinti būti vienoje iš dviejų galimų būsenų („viršus-apačia“, „dešinė-kairė“, „įjungta-išjungta“ ir t.t.). Jas patogu žymėti tiesiog 0 ir 1. N bitų rinkinys tokiu būdu gali dvejetainėje sistemoje užkoduoti bet kokį skaičių nuo 0 iki 2^N-1.

Kvantinis bitas (kubitas) nuo paprasto bito skiriasi tuo, kad gali būti bet kurioje 0 ir 1 būsenų superpozicijoje. Naudojant beveik prieš 100 m. P. Dirako įvestą notaciją, tai gali būti užrašyta:
|y=a|0>+b|1>

Čia y - kubito būsena, o a ir b reikšmės tokios, kad |a|²+|b|²=1 - ir tai nurodo, ko kubito būsenoje „daugiau“, nulio ar vieneto. Tai nereiškia, kad jei kubito būsena bus išmatuota, ji bus kažkas tarp jų. Visada turėsime 0 arba 1 – tačiau, jei išmatuosime daug kubitų toje pačioje y, tai dalis su 0 bus |a|², o su 1 - |b|². Nuspėti, kas bus kiekvienu konkrečiu atveju, negalima. Tai ne teorijos trūkumas, o esminė prigimties savybė, patvirtinta ir eksperimentais, ir praktika (t.y., prigimtis visai atsitiktinė).

Dėl žodžio „matavimas“ nereikia įsivaizduoti mokslininko su matavimo prietaisu. Šiuo žodžiu trumpumo sumetimais įvardija bet kokią kubito sąveiką su išoriniu pasauliu, galiausiai priverčiančią jį įgauti a|0> arba b|1> būseną. Tokiu atveju sakoma, kad matavimas suardo kvantinę superpoziciją.

Bet pažiūrėkime į kubitą iki jį išmatuojant. Jo būsenos y aprašymui reikalingi ne du skaičiai, o visa dvimatė erdvė; kaip taško nurodymui plokštumoje reikalingos koordinatės x ir y, taip ir čia reikalingi du skaičiai a ir b. Tie skaičiai yra kompleksiniai, tačiau tai ne svarbiausia – svarbu tai, kad kubitas „gyvena“ dvimatėje erdvėje. Lyginant su klasikiniu bitu, „gyvuojančiam“ vos dviejuose taškuose (0, 1), kvantinis bitas – tiesiog begalybės valdytojas.

Tada paėmus du kubitus, jiems jau reikia 4-matės erdvės. Jie gali būti bet kurioje 4-ių būsenų |00>, |01>, |10> ir |11> superpozicijoje (pirmasis skaičius nurodo pirmojo kubito būseną, o antrasis – antrojo kubito), o aprašymui reikia 4-ių skaičių. Trims kubitams – jau 8-i ir t.t. N kubitų sistema įsikūrusi 2^N matavimų erdvėje.

O dabar grįžkime prie kvantinių revoliucijų. Pirmoji įvyko 20 a. viduryje, kai kvantinės mechanikos rezultatus pritaikė praktikoje – aišku, pirmiausia kariniams reikalams: branduolinis ginklas ir branduolinė energetika tapo stipriu stimulu tolimesniam jos vystymui. Tada sekė elektronika ir superlaidūs įrenginiai, pagrįsti kvantine kondensuotos būsenos (t.y., kuri ne duos, bet ir ne plazma) teorija, bei lazeriai (remiantis kvantine šviesos teorija ir jos sąveika su medžiaga).

Tik čia tarytum nesueina galai... Lazeriai, kompiuteriai ir atominės bombos yra sudarytos iš trilijonų trilijonų atomų, - tai kaip paskaičiuota jų elgsena naudojantis tik pieštuku ir logaritmine liniuote?! Atsakymas – mums tiesiog labai pasisekė!

Mat Pirmosios kvantinės revoliucijos kvantiniai efektai vienu metu paliečia tik nedidelį kvantinių laisvės laipsnių (t.y. nepriklausomų kintamųjų, reikalingų duoto reiškinio aprašymui) skaičių. Tarkim, kvantinėje kondensuotos būsenos teorijoje didelio kiekio sąveikaujančių elektronų ir jonų elgseną galima suvesti į beveik tarpusavyje nesąveikaujančių kvazidalelių elgseną (būtent tame mums ir pasisekė). Metale tai vadinamieji pralaidumo elektronai ir fononai, puslaidininkiuose – pralaidumo elektronai, fononai ir skylutės. Aišku, jų daug, bet kadangi jie nesąveikauja, kiekvieną galima nagrinėti atskirai – ir tada uždavinys tampa išsprendžiamu su pieštuko pagalba. Superlaidininkų atveju sudėtingiau: ten susidaro makroskopinė kvantinė būsena, užimanti visą superlaidininko tūrį. Ir nors joje dalyvauja žymi elektronų dalis. Tą būseną įmanoma aprašyti vos vienu kompleksiniu skaičiumi (vadinamuoju „laipsnio parametru“), priklausančiu nuo vienos erdvinės koordinatės, tad ir čia turime nedidelį kvantinių laisvės laipsnių kiekį. Tad šiais atvejais nebuvo įtraukti kvantiniai efektai, reikalaujantys aukštesnių lygių kvantinių koreliacijų.

Paimkime trijų kubitų sistemą (registrą). Jei tai būtų klasikiniai bitai, tai į tokį registrą galima būti įrašyti bet kokį skaičių nuo 0 iki 7. Tačiau kiekvienas kvantinis bitas nepriklausomai nuo kitų gali būti būsenų 0 ir 1 superpozicija. Tad į kvantinį registrą vienu metu galima užrašyti visus skaičius nuo 0 iki 7. Tai ypatybė panaudojama kvantiniuose algoritmuose, tačiau jos vienos nepakaktų, mat būsenoje y visi kubitai nepriklausomi. Jei kuris jų nustos būti superpozicijoje ir „nusiris“ į būseną 0 arba 1, tai kiti to nepajaus. Sakoma, kad būsena y faktorizuota (t.y., gali būti užrašyta kaip atskirų kubitų būsenų sandauga).

Visai kitaip, jei registras randasi vadinamoje Grinbergo-Horno-Cailingerio būsenoje:

Jei išmatuosime pirmojo kubito būseną, tai jo būsenų superpozicija suirs – jis taps būsenose 0 ir 1 su vienoda 1/2 tikimybe. Tačiau blogai tai, kad visi kiti kubitai irgi atsidurs toje pat būsenoje kaip pirmas kubitas. Tik dėl vieno kubito išmatavimo, joks kitas kubitas neliks kvantinių būsenų superpozicijoje. Kitais žodžiais, jei nors vieno kubito superpozicija suardoma, tai iškart suardoma viso registro kvantinė būsena.

Tačiau kas gali suardyti vieno kubito superpoziciją?! Ogi kas tik nori! Elektromagnetinio lauko fliuktuacija, kubito kristalinės gardelės ar jos aplinkos šiluminiai svyravimai – bendrai visa tai, kas vadinama „triukšmu“. Ir kuo daugiau kubitų dalyvauja superpozicijoje, tuo lengviau išorinio poveikio ji gali būti pažeista.

Žinomiausiu tokios būsenos pavyzdžiu yra Šriodingerio katė (iš tikro, ne „katinas“, o būtent katė – „eine Katze“; o „katinas“ atsirado dėl „sugedusio telefono“ – dėl anglų kalboje giminės nebuvimo). Katė uždaro į nuo išorinio pasaulio apsaugotą dėžę kartu su radioaktyviu atomu ir įtaisu, nužudančiu katę, jei atomas skyla (keistas tas Šriodingeris, - kodėl būtent katę, kai yra daugybė kitų gyvūnų, labiau vertų uždarymui tokioje dėžėje). Kuo ilgiau, tuo atomo suskilimo tikimybė didėja artėdama prie 1, tačiau nuspėti atomo skilimo momento neįmanoma. Ir kol neatidarysime dėžės („išmatuosime sistemos būseną“), sistema lieka keista gyvos ir mirusios katės superpozicija (kas prieštarauja mūsų patirčiai ir intuicijai).

Kitomis interpretacijomis yra Judžino Vignerio, pagal kurią reikia, kad dėžės su kate atidarymą stebėtų sąmoningas stebėtojas, visiems pranešdamas, ką pamatė. „Bangos-piloto“ interpretacijose, kurią pasiūlė Lui de Broilis ir išvystė Deividas Bomas, kiekvienos el. dalelės būseną katės kūne valdo nemateriali bangos funkcija su specialia kvantine jėga. Tikrovėje katė arba gyva, arba mirusi, priklausoma nuo to, kokia buvo iš esmės mums nežinoma pradinė visos sistemos būsena. Voicecho Zureko2) „kvantinio darvinizmo“ interpretacijoje „išmatavimas“ įvyksta jau sąveikaujant katei su aplinka dėl vadinamosios dekoheracijos; įprastinės makroskopinės būsenos (katė gyva ar ne) – kaip tik tos, kurios išgyvena sąveikaujant su aplinka. Tačiau jei dekoheracijos procesus pavyksta kažkaip nuslopinti, ta katė visai sėkmingai gali būti superpozicijoje (štai ko buvo tikimasi, kuriant kvantinius kompiuterius). Hju Evereto multiverso interpoliacijoje, kai tik atidaroma dėžė, mūsų Visata iškart dalijasi į dvi – vienoje katė bus gyva, o kitoje – mirusi (tačiau tokių lygiagrečių visatų mes negalime aptikti). Bet užtat objektyvaus kolapso interpretacijoje, kurios laikosi Rodžeris Penrouzas, joks pakankamai didelis ir sunkus objektas (pvz., katė) išvis negali būti kvantinėje superpozicijoje. Pavargęs nuo nesibaigiančių ginčų, amerikiečių fizikas Deividas Merminas3) kartą radikaliai pareiškė: „Užsičiaupk ir skaičiuok!“ – kurią dar vadina „jokia“ interpretacija. Ir įdomu, kad ji turi nemažai šalininkų. Galima sakyti, kad tai viena iš „Okamo skustuvo“, siūlančio ne gausinti be reikalo esybių, atmainų.

Filosofiniu praktinio panaudojimo pagrindimu ilgą laiką buvo Kopenhagos interpretacija, kurios ištakos siekia N. Borą. Ji remiasi tuo, kad jei jau mes makroskopinės būtybės, tai jokie kvantiniai efektai negali būti užregistruoti kitaip nei su makroskopinių prietaisų, veikiančių pagal klasikinės fizikos dėsnius, pagalba būtent sąveikoje su tokiu prietaisu suardomos kvantinės superpozicijos. Ir tai buvo priimama kaip savaime akivaizdi tiesa.

Kurį laiką tokia samprata nekėlė prieštaravimų, nes visi kvantiniai reiškiniai iš tikro vyko tik su mikroskopinėmis sistemomis - atomais ir el. dalelėmis. Vis tik fizikos vystymasis, supertakumo ir superlaidumo atradimas ir jų paaiškinimas, milžinišką dalelių kiekį apibūdinantį kaip vientisą kvantinį objektą, privertė susimąstyti apie kvantinių efektų, pvz., būsenų superpozicijos ar tuneliavimo, stebėjimo didelėse, makroskopinėse sistemose galimybę.

Įdomu, kad 1980 m. praktiškai visi fizikai tokią galimybę priėmė skeptiškai. Laimei, visi jie klydo, nes kitaip nebūtų įvykusi Antroji kvantinė revoliucija – tik tuomet to niekas dar nežinojo. Nors kažkoks aktyvumas jau pastebėtas. Kietojo kūno fizikai ėmė vertinti makroskopinio kvantinio tuneliavimo šansus. Abstrakčiau mąstę fizikai ir mažiau darbu apkrauti kompiuterininkai bei matematikai pradėjo fantazuoti, kas būtų, jei iš tikro turėtume kvantinį kompiuterį. Pradžioje Polis Beniofas⁴⁾ pasiūlė >Tiuringo mašinos kvantinį analogą, o 1985 m. Deividas Doičas pasiūlė hipotetinio kvantinio kompiuterio veikimo (loginių operacijų) aprašymui naudoti klasikinių ventilių kvantinius analogus. Programuotojai ir matematikai suskubo jiems kurti algoritmus ir 1994 m. Piteris Šoras⁵⁾ sumąstė savąjį kriptografinio RSA rakto įveikimo algoritmą.

Ir būtent tada kvantinių technologijų „antroji banga“ pritraukė „rimtų žmonių“ (žvalgybininkų ir kariškių) dėmesį, o kartu pinigus (valdiškus, o vėliau ir privačius). Bet pradėkime nuo materialaus įkūnijimo.

Reikalavimus įrenginiui, gebančiam atlikti universalius kvantinius skaičiavimus, dar 2000 m. suformulavo amerikietis Deividas DiVinčenco⁶⁾:
a) jis privalo turėti gerai apibrėžtus kubitus ir būti masteliuojamu (t.y. jo konstrukcija neturi kisti iš esmės didinant jo kubitų kiekį);
b) kubitus galima inicializuoti paprasta kvantine būsena (paprastai, visais nuliais, nors ir nebūtinai taip);
c) atskiriems kubitams ir pačiam įrenginiui dekoherentiškumo laikas (t.y. laikas, per kurį dingsta kvantinės koreliacijos tarp sudėtinių dalių) turi būti pakankamai ilgu;
d) turi egzistuoti galimybė atlikti su kubitais tam tikrą universalų manipuliacijų rinkinį;
e) turi egzistuoti galimybė išmatuoti kubitų būseną.

Su kubitais, atrodytų, viskas paprasta – reikalinga tam tikra fizinė sistema su dviem būsenomis, pvz., el. dalelė su spinu 1/2, jei ji kažkaip užfiksuojama, kaip kartas turi dvi būsenas („aukštyn-žemyn“). Tik klausimas – o kaip ją užfiksuoti, kaip ja manipuliuoti, kaip vėliau išmatuoti jos būseną ir kaip tą būseną apsaugoti nuo „triukšmų“ (t.y. nuo dekoherentiškumo)? Ir dar, reikia mokėti įjungti ir išjungti dviejų kubitų sąveikavimą (nes kitaip neturėsime „universalaus manipuliacijų rinkinio“). Be to visa tai reikės padauginti iš tokių dalelių-kubitų kiekio kompiuteryje. Štai čia būtent ir iškyla problemos.

Vienas patikimas būdas įtvirtinti kvantinę dalelę ir ja manipuliuoti žinomas jau seniai - tai branduolinis magnetinis rezonansas (BMR). Imame molekulę su atomais, turinčiais magnetinį momentą. Paruošiame tokių molekulių tirpalą ir jį patalpiname stipriame magnetiniame lauke. Magnetiniai momentai ima suktis aplink lauko kryptį. Nežymiai keisdami lauko stiprumą ir kryptį ir į jį įtraukdami aukštų dažnių komponentę (mikrobangų diapazone), galima manipuliuoti jų elgesiu, o elektromagnetinį signalą nuo besisukančių „magnetukų“ leidžia stebėti tą elgesį. Tiesa, tai galima daryti tik esat pakankamai aukštai temperatūrai (kitaip tirpalas užšals), tad signalą gausim suvidurkintą. Tačiau net tokiu atveju metodas labai naudingas, ir, ne paskutinėje eilėje) diagnostinėje medicinoje (kai tirpalu tarnauja kūno audiniai, o „magnetukais“ – natūraliai juose esantys elementai – vandenilis, anglis-13 ir floras-19). Per daugelį metų mokslininkai sugalvojo daug išradingų būdų valdyti branduolinių magnečiukų elgesį – kurį tiek atskiro magnečiuko, tiek didelės grupės aprašo Blocho lygtys.

Vandenilis, anglis-13 ir floras-19 turi spiną 1/2. Juos galima įstatyti į vieną molekulę, pvz., perforbutadienilo-geležies, kurioje bus 5 tokie floro ir 2 anglies atomai, kurie sąveikaus tarpusavyje. Juos galima valdyti BMR metodais – ir gauname kvantinį kompiuterį su 7 kubitais. Atrodytų, viskas puiku, tačiau signalas iš 7-ių kubitų bus toks silpnas, kad nebus pagaunamas. Taigi, gal paimti daug tokių molekulių, kaip yra įprastiniame BMR? Tačiau tada gausime suvidurkintą signalą – ir visi subtilūs kvantiniai efektai bus nepasiekiami...

Laimei, atsiradus gudrus būdas taip manipuliuoti sistema, kad tarsi visos molekulės joje elgiasi vienodai, o jos temperatūra žema (kas sumažina išorinį poveikį)! Tik gaila, kad jo paaiškinimui tektų pernelyg giliai panirti į kvantinius purslus... Ir būtent tokiame perforbutadienilo-geležies kvantiniame kompiuteryje iš 7-ių kubitų pirmąkart įvykdytas Šoro algoritmas - Stanfordo un-to mokslininkams pavyko rasti 15-os daliklius (3 ir 5).

Gaila tik, kad su tokiais būdais šifravimo kodų nenulaušime. Jie pernelyg sudėtingi – juk norint didinti kubitų kiekį, molekulių kiekį reikia didinti eksponentiškai, nes kitaip signalas nuo kubitų prapuls triukšme. O tada tirpalo kiekis bus neįsivaizduojamai didelis – ir laikoma, kad BMR kvantinis kompiuteris nėra masteliuojamas.

Aišku, galima pabandyti užšaldyti tirpalą - prie artimos absoliučiam nuliui temperatūros gudrauti nereikia. Pirma, visos molekulės sustings atsitiktinėse būsenose – ir vienodų kubitų signalai skirtingose molekulėse bus skirtingai, o ir manipuliuoti jais galima skirtingai. O antra, kadangi molekulės nesiverčia kūlversčiais, skirtingų molekulių kubitai pradės sąveikauti, galutinai sugadindami visą „vaizdzialį“. Tad, jei ketiname šaldyti, logiškiau panaudoti kitą būdą – kietojo kūno elektroniką. Parinktumėm tinkamus atomus, sudėtume juos į tinkamą kristalinį substratą, surastumėm būdą juos kontroliuoti ir nuskaitinėti, - ir, voila, aparatas parengtas.

Tokio tipo gražią idėją 1998 m. pasiūlė australas Briusas Keinas (Bruce Kane, g. 1971 m.), kur kubitų vaidmenį turėjo vaidinti fosforas-31 (irgi su spinu 1/2), patalpinti į silicio-28 „padėkliuką“ (su nuliniu spinu – kad netrukdytų). Fosforo priemaišos turi būti viena nuo kitos per 20 nm ir 25 nm gylyje. Tokio kubito dekoherentiškumo laikas esant labai žemai, tačiau vis tik įmanomai kelių milikelvinų, temperatūrai nepaprastai didelis (10¹⁸ sek.). Jų kvantinę būseną, kaip BMR atveju, galima keisti magnetiniu lauku. O sąveiką tarp atskirų kubitų manoma atlikti per branduolio spinų sąveiką su elektronų spinais. Gretimų fosforo atomų elektronų debesys persidengtų – ir skaičiavimai parodė, kad tą persidengimą galima valdyti, paduodant elektros įtampą į elektrodus, įtaisytus silicio paviršiuje. Australijos vyriausybė iškart įvertino šią idėją ir jai skyrė realizavimo programą.

Tačiau velnias slepiasi smulkmenose. Paaiškėjo, kad įvedant fosforo priemaišas į silicį, jo kristalinė gardelė gadinasi – ir taip dingsta visos naudingos savybės. Be to, pasirodė, kad tokių kubitų nuskaitymas yra sudėtingas uždavinys. Todėl iki šiol Keino kompiuteris vis dar nesukurtas.

Kitą kieto kūno kvantinio kompiuterio variantą pasiūlė vėliau, jame (nesismulkinant) vietoje silicio naudoja deimantą, kuriame sukuriami NV-centrai, dviejų gardelės defektų derinys: vienas anglies atomą pakeičia azoto atomas, o vietoje gretimo atomo sudaroma „skylė“, tuščia vieta. Kubito vaidmenį turi elektrono spinas azoto atome. NV-centro savybės dabar jau gerai žinomos, nors jos gerokai sudėtingesnės nei el. dalelės su spinu 1/2. Tačiau jais manipuliuoti galima tiek mikrobanginiu magnetiniu lauku (kaip BMR), tiek optiniu būdu, kas iš esmės leidžia susieti kubitus šviesos kvantų pagalba. O tai milžiniškas privalumas kvantinių komunikacijų požiūriu! O be to, tokia sistema galėtų veikti net kambario temperatūroje.

Ši idėja turi geras perspektyvas, nors kol kas nepavyko sukurti kvantinio kompiuterio iš NV centrų (nors juos jau naudoja jautriuose sensoriuose). Dviejų kubitų „registrą“ sukūrė 2012 m. ir net atliko su juo vieną iš kvantinių algoritmų (Groverio – paieškos duomenyse), tačiau jame kubitais buvo ne NV-centrai, o anglies-13 branduolio spinas. Tačiau toliau tai neišvystyta, nors mokomąjį „kompiuterį“ iš dviejų tokių kubitų galima nusipirkti iš kinų CIQTEK firmos (už kuklius 50 tūkst. dolerių).

Aišku, galima mikroskopinį kubitą išlaikyti vietoje ir kitais būdais, pvz., kelis jonus patalpinus į elektrostatinę gaudyklę. Tokia jonų grandinėlė kabotų vakuume kelių mikronų atstumais tarpusavyje (t.y. gana toli), o kreiptis į juos galima naudojant lazerį. Be to galima atomus fiziškai stumdyti, kad gretimi jonai, kai reikia, susąveikautų tarpusavyje. Ir nors idėja pasiūlyta maždaug prieš 30 m., toliau nedidelių demonstracijų nepasistūmėta.

Gali būti, kad tie nesklandumai dėl to, kad kol kas nemokame pakankamai gerai valdyti mikroskopines daleles, kad iš jų sukurtume kvantinį kompiuterį – ir todėl dabar veikiantys kvantiniai kompiuteriai naudoja makroskopinius kubitus, pagamintus iš superlaidininkų.

Skaitykite tęsinį  >>>>  

Kvantinių kompiuterių istorijos riboženkliai 1970 m. – Ch.H. Bennett’as7), tuomet dirbęs IBM, greičiausiai buvo pirmuoju, užrašiusiu „kvantinė informacijos teorija“. 1981 m. - R. Feinmanas įžvelgė kvantinių kompiuterių potencialą; pirmojoje konferencijoje apie Skaičiavimų fiziką, surengtą IBM ir MIT, savo kalbą užbaigė: „... gamta nėra klasikinė, ir, po velnių, jei norite modeliuoti gamtą, verčiau padarykite ją kvantine mechanine; ir, o Viešpatie, tai nuostabi problema, nes tai neatrodo taip paprastai“. 1995 m. - P. Šoras, tuomet „Bell Labs“ matematikas, įrodė, kad kvantinis kompiuteris vos per kelias minutes gali pralaužti RSA šifrą. 1996 m. - Lov Grover’is8), mokslininkas iš „Bell Labs“, sudarė algoritmą, leidžiantį greitą paiešką nestruktūrizuotuose duomenyse. 1998 m. - įvyko kvantinio algoritmo pirmoji eksperimentinė demonstracija sprendžiant Doičo uždavinį su dviejų kubitų NMR kompiuteriu. 2001 m. - pirmąkart įvykdytas Šoro algoritmas – IBM Almadeno tyrimų centre ir Stanfordo un-te. 21 a. 1-o m. dešimtm. vidurys - sukuriami kelių tipų superlaidininkiniai kubitai, kiekvienas su savo privalumais ir trūkumais. 2007 m. Jeilo komanda randa būdą ir sukuria vadinamąjį „transmono kubitą“, tampantį daugelio pastangų (IBM, „Google“, „Rigetti Computing“) pagrindu. 2016 m. - IBM tampa pirmąja kompanija, pasiūliusia debesijos kvantinio skaičiavimo paslaugą, naudojant realų kvantinį kompiuterį (IBM Quantum Experience). 2017 m. - IBM pateikia atviro kodo kvantinių skaičiavimų freimvorką „Qiskit“.

Trumpos biografijos:

¹⁾ Jurijus Maninas (g. 1937 m.) – ukrainiečių (Krymo) kilmės amerikiečių matematikas. Vienas nekomutatyvios algebrinės geometrijos, kvantini skaičiavimų teorijos ir kvantinės informatikos pradininkų. Pirmasis išsakė kvantinių skaičiavimų idėją (1980). JAV ėmė dirbti nuo 1992-ųjų. Svarus jo indėlis į algebrinių grupių teoriją. Sukūrė diferencialinių operatorių metodą algebrinėms daugdaroms, priklausančioms nuo parametro, ir jo pagalba įrodė Mordelo problemą funkcionaliniams laukams. Yra brolių Strugackių „Milijardas metų iki pasaulio pabaigos“ Večerovskio prototipas.

²⁾ Voiciechas Zurekas (Wojciech Hubert Zurek, g. 1951 m.) – lenkų kilmės amerikiečių fizikas teoretikas, specialistas kvantinės teorijos srityje, ypač dekoherencijoje ir simetrijos pusiausvyros dinamikos pažeidimo ir iš to kylančiame defekto analizėje (Kibble-Zurek‘o mechanizmas). Yra informacijos fizikos pradininkas, suredagavęs įtakingą knygą „Sudėtingumas, entropija ir informacijos fizika“ (1990).

³⁾ Deividas Merminas (Nathaniel David Mermin, g. 1935 m.) – kietojo kūno fizikas, specialistas kondensuotos būsenos fizikos, kvantinės fizikos pagrindų ir specialiosios reliatyvumo teorijos klausimais. Žinomiausias Mermino-Vagnerio teorema, boojum termino taikymu supertakumui, vadovėliu apie kieto kūno fiziką, indėliu į kvantinės mechanikos pagrindus ir kvantinę informacijos teoriją. Laisvalaikiu grojo fortepijonu.

⁴⁾ Polis Beniofas (Paul Anthony Beniof, 1930-2022) – amerikiečių fizikas, vienas kvantini skaičiavimų pionierių. Geriausiai žinomas 8-9 dešimtm. įrodymu apie kvantinių kompiuterių teorinę galimybę. 1980 m. apibrėžę Tiuringo mašinos kvantinį modelį.

⁵⁾ Piteris Šoras (Peter Williston Shor, g. 1959 m.) – amerikiečių mokslininkas, dirbantis geometrijos, tikimybių teorijos, kombinatorikos, algoritmų teorijos ir kvantinės informatikos srityse. Geriausiai žinomas savo pasiekimais kvantinių skaičiavimų srityje. 1994 m. sukūrė efektyvų polinominį didelių skaičių skaidymo į daliklius algoritmą. 1995 m. parodė, kad kvantinius skaičiavimus galima atlikti ir be stiprios dekoherencijos (aplinkos poveikio), jei naudojama kvantinė klaidų korekcija. Matematikoje kartu su kitais įrodė teoremą apie poliarinį ratą.

⁶⁾ Deividas DiVinčenco (David P. DiVincenzo, g. 1959 m.) – amerikiečių fizikas teoretikas. 1997 m. kartu su D. Loss’u pasiūlė kvantinį kompiuterį, naudojantį elektrono spinus kvantiniuose taškuose kaip kubitus. 1996 m., dirbdamas IBM, apibrėžė 5-is reikalavimus kvantiniam kompiuteriui.

⁷⁾ Čarlzas Benetas (Charles Henry Bennett, g. 1943 m.) – amerikiečių fizikas teoretikas, informatikas, vienas kvantinės BB84 sąveikos kūrėjų, žinomas rezultatais kvantinės informatikos, tame tarpe kvantinėje kriptografijos, srityje. 1982 m., remdamasis informacijos teorija, pasiūlė dar vieną Maksvelo demono interpretaciją, kuri parodo, kad baigtinis atminties kiekis būtinai atves į informacijos sunaikinimą, kas, savo ruožtu, yra termodinamiškai negrįžtamu procesu. 1992 m. kartu su S. Vaizneriu paskelbė straipsnį, kuriame nurodoma, kad vieno kvantinio bito dėl kvantinių dalelių poros susiejimo, įmanoma išsiųsti du bitus informacijos. 1993 m. kartu su G. Brassard’u atrado „kvantinę teleportaciją“. Vėliau kartu su kitais įvedė kelias klasikinės ir kvantinės informacijos perdavimo triukšmingais kanalais technikas.

⁸⁾ Lovas Groveris (Lov Kumar Grover, g. 1961 m.) – indų kilmės amerikiečių kompiuterių mokslininkas, sukūręs kvantinį paieškos algoritmą, realizuotą 2017 m.

Taip pat skaitykite:
Algebra akimirksniu
Kompiuterių istorija
Dirbtinis intelektas kare
Pavelas Amnuelis. Ekspertas
Ar Internetas turi savimonę?
HAL 9000 – pramanytas kompiuteris
Kirmgrauža  tarp matematikos sričių
Paradoksai sulig dirbtiniu intelektu
Mokslininkui  nereikia  matematikos!
Viltys dėl kvantinių skaičiavimų palaidotos?
Kodėl matematikoje nežinomąjį žymi „x“?
Džordžas Birkhofas: matematikas ir meno matuotojas
Kita skaičiavimo metodų istorijos pusė
Džonas fon Neimanas ir kibernetika
Skaičiai B ir jų kvantinės sistemos
Revoliucija mazgų teorijoje
Robotai - dirbtiniai žmonės
Tūkstantmečio problemos
Matematikos keliu
Fraktalai