Створення квантових комп`ютерів вже дуже близько

Дослідники двох континентів повідомляють про двох великих прориви в технологіях квантових обчислень: квантова система розроблена за принципом спільного зберігання програм і даних в пам`яті комп`ютера, відомого під назвою архітектури фон Неймана, а також на квантово-комп`ютерної платформі побудована цифрова робоча квантова модель. Незважаючи на те, що ці події все ще знаходяться на рівні лабораторних досліджень, квантовий стрибок в обчисленнях може бути не за горами.

У першому дослідженні вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі стверджують, що створили перший робочий квантову комп`ютерну мікросхему на базі системи фон Неймана. Названа на честь інженера, який розробив концепцію, архітектура фон Неймана поєднує в собі процесор і пам`ять, що становить основу будь-якого комп`ютера.

Цей квантовий процесор є по суті великим проривом, оскільки квантові комп`ютери, наскільки відомо, складно розробляти. Вони засновані на концепції суперпозиції - квантовий біт або кубіт можуть існувати в двох різних станах одночасно. Іншими словами, він може означати і нуль, і одиницю в один і той же час, і тому може виконувати обчислення швидше, ніж система, заснована тільки на нулі або на одиниці. Однак кубіти складно утримати в якомусь одному стані, а втручання в них, в свою чергу, може знищити їх можливості суперпозиції. Таким чином, поява системи, яка інтегрує оперативну пам`ять в кубіти, є великим кроком на шляху до розробки робочого комп`ютера.

вчені заморозили квантовий процесор майже до абсолютного нуля і виконали кілька розрахунків. Квантова інформація поширювалася в обидві сторони між елементами зберігання і обробки даних, при цьому система, хоч і не ідеально, але працювала. Вчені також виявили, що квантова пам`ять здатна зберігати інформацію більш тривалий час, ніж кубіти, що теж є хорошим знаком.

Відео: Практичні квантові комп`ютери / Practical quantum computing (научпоп)

Надалі розробники спробують збільшити число квантових пристроїв інтегрованих в одну мікросхему, а також вивчатимуть різні металеві матеріали, розраховуючи на полегшення цього процесу.

В іншому квантовому дослідженні вчені з Австрії розробили перший робочий квантову модель - щось на зразок квантового комп`ютера, але яка від нього масштабами. Вона може бути використана для створення режиму квантової системи, яка потенційно могла б сприяти прискоренню створення квантових комп`ютерів.

Моделювати поведінку квантових систем неможливо використовуючи звичайний комп`ютер, як це помітив Ричард Фейнман (Richard Feynman) в 1982 році. Це займе експоненціальне час (час вирішення завдання, обмежене експонентою від розмірності задачі), при цьому система працює все повільніше і повільніше зі збільшенням числа розрахунків. Для загального опису обертання квантової системи з трьохстах частинками, комп`ютера буде потрібно більше пам`яті, ніж за все її існує в світі на даний момент. Але квантова модель, для доопрацювання якої потрібно ще чимало розрахунків, не буде відчувати такого зниження працездатності. Для цього доведеться дуже ретельно контролювати настройки, ніж, власне і зайнялися австрійці.

Команда дослідників використала шість охолоджених атомів кальцію в якості кубітів і лазерні імпульси, щоб почати розрахунки. Вони виявили, що система може імітувати кілька типів взаємодіючих обертальних систем. Модель може бути перепрограмовано для імітації будь-якого типу квантової системи, стверджують дослідники.