محققان موفق به ساخت اولین کامپیوتر کوانتومی شدند. این کامپیوتر نه‌ تنها می‌تواند مثل بقیه‌ی کامپیوترهای معمولی برنامه‌ریزی شود بلکه قابلیت برنامه‌ریزی مجدد را نیز دارد. این کامپیوتر کوانتومی تنها از پنج اتم ساخته شده، که گام بزرگی به سوی ساخت کامپیوترهای کوانتومی مقیاس‌پذیر به حساب می‌آید، که می‌تواند باعث تغییر پردازش داده‌های امروزی شود.

 کامپیوترهای کوانتومی که از واحدهای اطلاعاتی به نام بیت «bits» تعریف شده‌اند، به طور فزاینده‌ای بسیار قدرتمندتر از کامپیوترهای امروزی می‌باشند. از سوی دیگر پردازنده‌های کوانتومی از واحدی به نام کیوبیت ساخته شده، که می‌تواند یک “۱”، “۰”، یا هر دو را در یک زمان داشته باشد. در پردازش کوانتومی یک کیوبیت یا بیت کوانتومی واحد پایه‌ای پردازش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی بوده و مشابه بیت در رایانه‌های کلاسیک می‌باشد در یک سامانه کلاسیکی، هر بیت در هر لحظه یا در حالت صفر و یا در حالت یک است، کیوبیت ها می‌توانند در هر لحظه صفر، یک، هر دوی آنها یا هر عددی بین آنها را اختیار کنند.

به علاوه چنین قابلیتی، کامپیوتر های کوانتومی می‌توانند همه این داده‌های گوناگون را در یک زمان پردازش کنند چون محدودیت تنها دو حالت صفر و یک وجود ندارد. در واقع در رایانش کوانتومی به جای پردازش به صورت سری، پردازش موازی انجام شده و زمانی که کاربر به اندازه‌گیری مقدار می‌پردازد تنها یکی از حالت‌های ممکن که احتمال بیشتری از سایرین دارد به نمایش در می‌آید. چنین کاری باعث افزایش سرعت پردازش مسائل، در رایانه‌های کوانتومی به اندازه چندین میلیون برابر رایانه‌های کلاسیک باشد. در واقع همین پدیده، تفاوت اصلی بین بیت‌های کلاسیک و کیوبیت‌ها است.

در گذشته دستگاه‌های محاسباتی کوانتومی، ساخته شده بود، که بسیاری از اینها برای رفع هر مشکلی، غیرقابل تعویض بودند، و هر برنامه‌ریزی مجدد، نیاز به محاسبات فیزیکی پیچیده داشت. این کامپیوتر کوانتومی جدید متفاوت از  رقبای پیشین خود است، چرا که قابلیت برنامه‌ریزی مجدد را دارد، و در حال حاضر توانسته سه الگوریتم را در یک مرحله حل کند، چیزی که تقریبا چند برابر کارایی کامپیوترهای معمولی می‌باشد.

این دستگاه جدید که یک ماژول محسوب می‌شود، از پنج یون ساخته شده که توسط یک میدان مغناطیسی، به دام افتاده‌اند. این یون‌ها، کیوبیت‌های کامپیوتر کوانتومی را تشکیل می‌دهند، و محققان می‌تواند آنها را در یکی از سه حالت‌های کوانتومی “۱” ، “۰”  و یا انطباقی (ترکیبی) قرار دهند.

در این مرحله محققان تلاش می‌کنند حالت این کیوبیت ها را تغییر دهند، تا به شکل ثابت سابق خود باقی بمانند. اما محققان مریلند، حالت آنها را با استفاده از نرم‌فزار‌های قدیمی ترکیب دادند. این نرم‌افزار برای تغییر پنج کیوبیت متفاوت، از یک هدایتگر لیزری بهره می‌برد. با تاباندن لیزر بر روی این یون‌های به دام افتاده، دستگاه می‌تواند آنها را به یک حالت کوانتومی مختلف حرکت دهد، که به‌طور موثری مجددا باعث تغییر برنامه می‌شود.

محقق شانتانو می‌گوید:

با کاهش یک الگوریتم به یک سری از پالس‌های لیزری که باعث فشار روی یون‌های مناسب می‌شود، ما می‌توانم سیم‌کشی این کیوبیت‌ها را، از بیرون پیکربندی کنیم، که موجب بروز مشکل نرم‌افزاری می‌شود، ولی هیچ معماری محاسبات کوانتومی دیگری، این انعطاف‌پذیری را ندارد.

در واقع بهترین بخش این ماژول این است که می‌توان آن را به ماژول دیگر، با انتقال دادن یون‌ها، و یا با استفاده از فوتون برای انتقال اطلاعات بین آنها، متصل کرد، که نشان‌دهنده‌ی مقیاس‌پذیری این سیستم است. با اتصال مستقیم هر جفت از کیوبیت‌ها، می‌توان با پیکر‌بندی سیستم هر الگوریتمی را اجرا کرد.
این نرم‌افزار تا ۹۸ درصد در برنامه‌ریزی این ماژول، دقیق بود. این تیم فعلا بر روی اضافه کردن کیوبیت های بیشتر به ماژول خود‌کار، تلاش می‌کنند. انتظار می‌رود بتوانند این تعداد را بالای ۱۰۰ برسانند، در نهایت منجر به ساخت کامپیوتر کوانتومی می‌شود که مثل گوشی موبایل، بدون نیاز به برنامه‌ریزی مجدد کوانتومی، استفاده شود.

منبع: گجت‌نیوز