Маленькая большая революция. Американские физики предсказали новое поколение квантовых компьютеров

18 июля 2019, 20:00

Согласно новому исследованию ученых из Университета Пердью, квантовые компьютеры могут использовать более объемные минимальные единицы информации — кудиты. Открытие может позволить создать первый работающий квантовый компьютер, который превзойдет по мощностям обычные компьютеры.

Несмотря на свой огромный потенциал, технология квантовых компьютеров пока находится в состоянии зарождения и ученым из крупнейших технологических компаний — вроде Google и IBМ — до сих пор не удалось разработать стабильный квантовый компьютер, вычислительные мощности которого будут превосходить обычные компьютеры.

Видео дня

Квантовые компьютеры используют необычные минимальные единицы информации — кубиты, которые, в отличии от классических битов, могут находится в двух состояниях одновременно и передавать в два раза больше информации.

Ключевой проблемой кубитов остается их нестабильность и чрезвычайно низкие температуры, при которых частицы сверхпроводящих материалов могут переходить в квантовое состояние и производить необходимые электрические импульсы.

Кубиты могут работать только в температурных условиях, близких к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цельсию), но, чтобы получить данные о результатах их вычислений нужно подключить сверхпроводники к обычным компьютерам, которые, естественно, пока не могут функционировать при настолько низких температурах.

Возможное решение могли найти ученые из Университета Пердью, штат Индиана. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале npj Quantum Information, вместо кубитов физики предложили использовать кудиты — единицы информации, которые могут находится более чем в двух состояниях одновременно.

Таким образом, ученые смогут работать с меньшим количеством кудитов, которые смогут производить больше вычислительных мощностей, чем кубиты.

Чтобы стабилизировать работу кудитов и поддерживать их квантовое состояние, исследователи решили использовать простейшую квантовую запутанность. Контролируя частоту и время, физики из Индианы запрограммировали четыре кудита в двух запутанных фотонах. Как пишет Futurism, ученые использовали фотоны, потому что они не так легко поддаются влиянию окружающей среды и дольше могут сохранять стабильное состояние.

«Фотоны являются ценными в квантовых вычислениях, потому что их трудно генерировать и контролировать. Так что это идеальное решение — собрать как можно больше информации в каждый фотон», — объясняет один из авторов исследования Пулад Имани.

Таким образом, с помощью четырех кудитов и стабильности от использования фотонов, ученые создали вычислительные мощности, равные квантовому компьютеру с 20 кубитами. Квантовый компьютер с таким же количеством кубитов создала компания IBM пару месяцев назад.

Конечно, пока полученные вычислительные мощности от квантовых компьютеров не могут сравниться с классическими компьютерами. Но, в перспективе, сокращение количества кубитов с помощью использования кудитов, а также их стабилизация благодаря фотонам могут стать отправной точкой для создания полноценных квантовых компьютеров.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X