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
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Meta приостановила набор сотрудников по малоперспективным направлениям 7 мин.
Минцифры готовится ввести оборотные штрафы в размере 1 % за утечки данных и ещё больше — за сокрытие инцидентов 48 мин.
Вампирская выживалка V Rising от авторов Battlerite привлекла более 70 тысяч одновременных игроков 49 мин.
Фэнтезийный симулятор жизни Spirittea предложит открыть баню для успокоения разбушевавшихся духов 2 ч.
Samsung представит собственное решение для защиты от голосового фишинга 2 ч.
Evil Dead: The Game обогнала World War Z по стартовым продажам и станет новой франшизой Saber 3 ч.
ELEX II пока не оправдала надежд Embracer, но у холдинга в разработке ещё более 200 игр 4 ч.
Динамичный мультиплеерный шутер Leap ворвётся в ранний доступ Steam с началом лета 4 ч.
Антиутопическое приключение Phonopolis станет первой трёхмерной игрой от создателей Machinarium и Chuchel 5 ч.
Главными инструментами российского бизнеса оказались «ВКонтакте» и «Авито» 5 ч.
Под маркой «Москвич» на бывшем заводе Renault в России хотят выпускать китайские автомобили 10 мин.
Yadro начнёт выпуск объектных систем хранения данных 16 мин.
Acer представила обновлённые ноутбуки ConceptD 5 и 5 Pro: OLED-экраны, Alder Lake и графика NVIDIA 28 мин.
Военные США заключили два контракта на создание ядерных ракетных двигателей — испытания в космосе запланированы на 2027 год 38 мин.
TCL представила телевизоры Q10G с подсветкой Mini LED и ценой от $670 44 мин.
Капитализация подразделения Baidu по разработке процессоров достигнет $2,5 млрд 48 мин.
Tesla исключили из индекса S&P 500 ESG из-за проблем с автопилотом и дискриминацией 60 мин.
Корабль Boeing Straliner с ракетой Atlas V установлены на стартовой площадке — тестовый запуск запланирован на завтра 2 ч.
Астрономы впервые пронаблюдали взрыв белого карлика 2 ч.
Acer представила моноблок Veriton Vero с чипом Core i9 и видеокартой NVIDIA GeForce MX550 2 ч.