Квантові комп'ютери: MIT і Harvard ближче до "Quantum Simulator"

Квантові комп'ютери є священним граалем інженерії 21-го століття, оскільки їхня квантова дивина дозволить їм зберігати інформацію і вирішувати проблеми набагато складніше, ніж будь-які навіть найкращі сучасні суперкомп'ютери.

Як повідомляють вони в середу в двох статтях, опублікованих в Росії Природа Дослідники Гарвардського, Массачусетського технологічного інституту та Університету штату Меріленд не створили квантового комп'ютера в усій своїй красі, але вони стали дуже близькими. Натомість вони побудували так званий квантовий симулятор. Вона не має майже нескінченної універсальності квантового комп'ютера, але використовує квантові принципи для вирішення дуже специфічних проблем.

Отже, що саме потрібно для того, щоб ця система розглядалася як квантовий комп'ютер? Про це розповідає професор Гарвардського університету Михайло Лукін Обернено це питання втричі.

"Ми повинні були б збільшити кількість доступних кубітів, поліпшити когерентність або зменшити помилку цих кубітів, а також підвищити рівень програмованості системи, щоб зробити її здатною вирішити велику кількість проблем", - каже він..

Дослідники змогли захопити і маніпулювати 51 окремим атомом, або кубітами, для створення квантового імітатора. Це найбільший набір кубітів, коли-небудь зібраних для такого симулятора. Замість заряджених іонних частинок дослідники першими використовували нейтральні атоми з однаковими властивостями. На відміну від іонів, нейтральні атоми не відштовхуються. Це дозволило об'єднати таку велику групу кубітів.

Qubits - це основні одиниці, які дозволяють зробити квантові обчислення. У стандартному комп'ютері всі типи, які ви вводите, зберігаються як двійкові, або серія нулів або одиниць. У квантовому комп'ютері дані зберігаються в кубітах, які можуть бути що завгодно від фотона, електрона або ядра.

Трохи обов'язково бути або одним, або нулем, а кубіт може бути одним і нульовий одночасно. Так, це дуже нерішуче, але дозволяє квантовим комп'ютерам зберігати експоненціально більше даних, ніж бінарні машини. 51 атома, який дослідники змогли захопити, може становити понад 2 квадрільйони. Дозволяючи вченим вирішувати оптимізаційні проблеми, подібно до проблеми торгового агента і моделювати фізичні явища, які вони інакше не могли.

"Ці взаємодії вивчаються є квантово-механічними за природою", - сказав Олександр Кіслінг (Ph.D.). студент і співавтор дослідження в заяві. "Якщо ви намагаєтеся імітувати ці системи на комп'ютері, ви обмежені дуже малими розмірами системи, а кількість параметрів обмежена. Якщо ви зробите системи більшими і більшими, дуже швидко ви будете втрачати пам'ять і обчислювальну потужність, щоб імітувати її на класичному комп'ютері. Шлях навколо цього полягає в тому, щоб фактично побудувати проблему з частинками, які дотримуються тих самих правил, що й система, яку ви моделюєте - тому ми називаємо це квантовим тренажером.

Лукін розповідає Обернено немає часових рамок для того, коли квантові комп'ютери стануть реальністю, але це дослідження, як дане вченим здатність возитися з речами, які були повністю поза сферою комп'ютерів, які ми використовуємо сьогодні. Це відкриває двері для подальшого розуміння тонкощів світу, які ми живемо по-новому.

Вчені хочуть побудувати квантовий комп'ютер розміром з футбольного поля.