Маленька велика революція. Американські фізики передбачили нове покоління квантових комп’ютерів

18 липня 2019, 20:00

Згідно з новим дослідженням учених з Університету Пердью, квантові комп’ютери можуть використовувати більш об'ємні мінімальні одиниці інформації - кудіти. Відкриття може дозволити створити перший працюючий квантовий комп’ютер, який перевершить за потужностями звичайні комп’ютери.

Попри свій величезний потенціал, технологія квантових комп’ютерів поки перебуває у зародковому стані і вченим з найбільших технологічних компаній — на зразок Google і IBМ — досі не вдалося розробити стабільний квантовий комп’ютер, обчислювальні потужності якого перевищуватимуть звичайні комп’ютери.

Відео дня

Квантові комп’ютери використовують незвичайні мінімальні одиниці інформації - кубіти, які, на відміну від класичних бітів, можуть перебувати у двох станах одночасно і передавати в два рази більше інформації.

Ключовою проблемою кубітів залишається їх нестабільність і надзвичайно низькі температури, при яких частки надпровідних матеріалів можуть переходити у квантовий стан та виробляти необхідні електричні імпульси.

Кубіти можуть працювати тільки в температурних умовах, близьких до абсолютного нуля (мінус 273 градуса за Цельсієм), але, щоб отримати дані про результати їх обчислень потрібно підключити надпровідники до звичайних комп’ютерів, які, очевидно, поки не можуть функціонувати при настільки низьких температурах.

Можливе рішення могли знайти вчені з Університету Пердью, штат Індіана. Згідно з новим дослідженням, опублікованим в журналі npj Quantum Information, замість кубітів фізики запропонували використовувати кудіти — одиниці інформації, які можуть перебувати більш ніж у двох станах одночасно.

Таким чином, вчені зможуть працювати з меншою кількістю кудітів, які зможуть виробляти більше обчислювальних потужностей, ніж кубіти.

Щоб стабілізувати роботу кудітів та підтримувати їх квантовий стан, дослідники вирішили використовувати найпростішу квантову заплутаність. Контролюючи частоту і час, фізики з Індіани запрограмували чотири кудіти у двох заплутаних фотонах. Як пише Futurism, вчені використовували фотони, тому що вони не так легко піддаються впливу навколишнього середовища та довше можуть зберігати стабільний стан.

«Фотони є цінними у квантових обчисленнях, оскільки їх важко генерувати та контролювати. Так що це ідеальне рішення — зібрати якомога більше інформації в кожен фотон», — пояснює один з авторів дослідження Пуладі Імані.

Таким чином, за допомогою чотирьох кудітів та стабільності від використання фотонів, вчені створили обчислювальні потужності, рівні квантовому комп’ютеру з 20 кубітами. Квантовий комп’ютер з такою ж кількістю кубітів створила компанія IBM пару місяців тому.

Звичайно, поки отримані обчислювальні потужності від квантових комп’ютерів не можуть зрівнятися з класичними комп’ютерами. Але, у перспективі, скорочення кількості кубітів за допомогою використання кудітів, а також їх стабілізація завдяки фотонам можуть стати відправною точкою для створення повноцінних квантових комп’ютерів.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X