Новости Hardware

Американцы предложили простой в изготовлении квантовый компьютер — все детали есть в свободной продаже

Квантовые состояния кубитов — условного подобия затворов транзисторов в квантовых компьютерах — почти мгновенно нарушаются от незначительных колебаний температуры или механических вибраций. Рабочую среду для квантовых систем можно создать только в условиях невообразимой изоляции от всех внешних воздействий. Всё это ведёт к тому, что квантовые системы крайне громоздкие и плохо масштабируются. Учёные из США предложили решение этой проблемы.

Источник изображения: Optica

Источник изображения: Optica

Группа учёных из Стэнфордского университета решила сразу обе проблемы современных квантовых систем — они предложили оригинальное решение как для упрощения конструкции системы, так и для её масштабирования. Статья о работе напечатана в издании Optica и доступна по этой ссылке.

«Обычно, если бы вы хотели построить квантовый компьютер такого типа [фотонный], вам пришлось бы взять потенциально тысячи квантовых излучателей, сделать их совершенно однородными, а затем интегрировать их в гигантскую фотонную схему, — говорит Бен Бартлетт (Ben Bartlett), ведущий автор исследования. — В то время как в этой конструкции нам нужна лишь горстка относительно простых компонентов, и размер машины не увеличивается с размером квантовой программы, которую вы хотите запустить».

Всё что нужно для создания системы, говорят изобретатели, это волоконно-оптический кабель, разветвитель луча, два оптических переключателя и оптический резонатор — всё это можно найти в свободной продаже. Более того, предложенная схема позволяет уменьшить количество логических элементов (затворов) в системе.

В предложенной исследователями архитектуре квантовой системы один атом (кубит) взаимодействует не с одним фотоном (тоже кубитом), входя с ним в запутанное состояние, а с целой серией фотонов. Фотоны после связывания направляются в кольцевой волновод и могут использоваться по мере выполнения квантового алгоритма. Чтобы изменить конфигурацию такой квантовой платформы (читай — изменить начальные условия симуляции), необходимо лишь изменить алгоритм взаимодействия атома с определёнными фотонами в серии. В современной установке для квантовых вычислений для этого пришлось бы физически перестроить систему — переподключить массу оборудования и перенаправить треки фотонов.

В общем случае предложенная конструкция состоит из двух основных частей: кольца, хранящего фотоны, и рассеивающего устройства. Фотоны представляют собой кубиты, а направление их движения по кольцу определяет, будет ли их значение равно единице или нулю или обоим, если они движутся в обоих направлениях одновременно, что соответствует явлению суперпозиции.

Для кодирования информации на фотонах система направляет их из кольца в блок рассеяния, где они попадают в объём с одним атомом. При взаимодействии фотона с атомом они запутываются или, проще говоря, их квантовые состояния становятся связанными и не могут быть представлены в отрыве друг от друга. Поэтому воздействие на одну из связанных частиц сразу же влияет на другую вне зависимости от того, где она находится — это так называемая квантовая телепортация. Связанный фотон возвращается в оптическую петлю, но его состояние можно изменить, воздействую лазером на атом и, таким образом, программировать всю фотонную цепочку.

Чтобы повысить число кубитов в такой системе достаточно просто добавить в петлю больше фотонов, а не физически увеличивать систему — добавлять новые петли, отражатели и другое. Всё очень просто, заявляют исследователи. Это интересный путь и по нему они попытаются пройти дальше.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Гендиректор YouTube рассказала, что платформа будет развиваться по направлениям NFT и Web3 9 ч.
Blizzard объявила набор в команду разработчиков своей следующей игры — симулятора выживания в новой вселенной 9 ч.
Слухи: анонсированные сегодня игры от Respawn станут последними для Electronic Arts по «Звёздным войнам» 10 ч.
Google представила Topics API — новый инструмент для таргетинга рекламы, более конфиденциальный, чем cookie 11 ч.
Видео: рампа до небес и рисовка а-ля «Время приключений» в кинематографическом трейлере OlliOlli World 12 ч.
Microsoft добавила в браузер Edge боковую панель быстрых действий 12 ч.
Разработчики Dying Light 2 рассказали о планах по развитию игры до июня 12 ч.
Twitter завёл личный кабинет на сайте Роскомнадзора для исполнения закона о «приземлении» 12 ч.
Хакерская атака во время турнира по Minecraft оставила Андорру без интернета на полчаса 13 ч.
EA и LucasFilm объявили о разработке шутера, экшена и стратегии во вселенной «Звёздных войн» 14 ч.