Фото: D-Wave Systems, Inc. / CC BY 3.0
Исследователи Объединенного квантового института
(США) впервые показали в работе пяти-кубитный масштабируемый квантовый
компьютер.
Кубиты в новом устройстве представляют собой ионы
иттербия, захваченные с помощью электромагнитного поля. Управлять регистрами
квантового компьютера удается с помощью лазерных импульсов, изменяющих
электронное состояние частиц, сообщает портал N+1 со ссылкой MIT Technology Review.
По словам авторов, ключевой результат работы — новая
архитектура компьютера может масштабироваться. Отдельные пятикубитные модули
теоретически возможно соединить между собой, однако на практике
продемонстрировать этого еще не удалось. Кроме того, можно увеличить количество
выстроенных в линию ионов иттербия и увеличить количество кубитов (наименьший
элемент для хранения информации в квантовом компьютере).
Компьютер способен исполнять все виды квантовых
логических операций. Для проверки работоспособности авторы запрограммировали
компьютер на выполнение нескольких известных алгоритмов, в частности, квантовое
преобразование Фурье и алгоритм Дойча — Йожи (способен быстро выяснить,
является ли функция постоянной или сбалансированной).
В 1990-х годах ученым
удалось создать двух и трех-кубитные схемы и запускать на них квантовые
вычисления. Однако дальнейший рост количества кубитов в квантовом компьютере
замедлился. С увеличением их числа все труднее становилось удерживать элементы
памяти в квантовом состоянии, не допуская декогеренции (процесс потери системой
квантовых свойств).
«Работа, несомненно, демонстрирует прогресс в работе
с ионными кубитами. Тем не менее, существует много систем, которые имеют
потенциал масштабирования (например сверхпроводящие кубиты). Сегодняшний вопрос
не в том, можно ли сделать масштабируемый квантовый компьютер теоретически, а в
том, кто технологически дорос до того, чтобы его сделать», — сказал
руководитель группы квантовых коммуникаций Российского квантового центра Юрий
Курочкин.
