Plakboeken of sociale netwerken zijn verzamelingen van meestal ongesorteerde gegevens. Het zoeken naar afzonderlijke elementen in zeer grote datavolumes, d.w.z. voor de speld in de data-hooiberg, is uiterst complex voor klassieke computers. Wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben nu het algoritme van Glover kwantummechanisch geïmplementeerd en met succes uitgevoerd. een proces voor het snel vinden van een zoekelement in ongesorteerde databases. Hun resultaten worden gerapporteerd in de Fysieke beoordelingsbrieven .

Een universele kwantumcomputer is nog steeds een visie. Speciale kwantumsystemen die beloven bepaalde taken sneller op te lossen dan een klassieke computer, echter, spelen al een belangrijke rol in de wetenschap. Om een ​​bepaald element betrouwbaar te vinden in ongesorteerde gegevens, een conventionele computer moet in het meest ongunstige geval achtereenvolgens alle zoekelementen doorlopen. Een kwantumsysteem met een geïmplementeerd Grover's zoekalgoritme versnelt het zoeken kwadratisch.

Onderzoeksteams onder leiding van professoren Wolfgang Wernsdorfer en Mario Ruben van het KIT, samen met wetenschappers van het Institut Néel (Grenoble), zijn hierin geslaagd:de wetenschappers pasten het algoritme van Grover toe op een moleculaire magneet en, dus, creëerde een kwantumsysteem, wiens taak het is om snel zoekelementen in ongesorteerde gegevens te vinden.

In hun laatste onderzoeksproject ze toonden de haalbaarheid aan van een snelle zoektocht naar een kleine database van vier elementen. "Maar deze methode kan worden geïmplementeerd in elk kwantumsysteem met veel, niet-equidistante energieniveaus, die de weg opent naar een universeel kwantumzoekalgoritme, ’ zegt professor Ruben.

De wetenschappers implementeerden het algoritme van Grover in een moleculaire magneet die werd onderworpen aan superpositie met speciaal ontworpen microgolven. Superpositie is een kwantumeffect, waarin een deeltje tegelijkertijd verschillende toestanden aanneemt. Na uitvoering van de kwantumbewerkingen, een transistor met één molecuul las de zoekresultaten voor. Een animatie illustreert dit proces.

Wolfgang Wernsdorfer, Professor van KIT's Physikalisches Institut en Instituut voor Nanotechnologie (INT), benadrukt dat de kwantumtoestanden bij zeer lage temperaturen werden gemanipuleerd met uitsluitend elektrische velden. "Daarom hopen we dat deze technologie kan worden geïntegreerd in de huidige elektronische apparaten, ", voegt Wernsdorfer toe.

De op maat gemaakte molecuultransistor werd gesynthetiseerd door het team van Mario Ruben bij INT en KIT's Institute for Inorganic Chemistry. In het centrum, een terbiumatoom met een uitgesproken magnetisch moment, een spin, bevindt. Het terbium is omgeven door organische moleculen die het beschermen tegen invloeden van buitenaf.