Мы на шаг ближе к квантовым компьютерам после австралийского прорыва

Инженерами Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) был сделан важный прорыв, который делает квантовые компьютеры еще на шаг ближе к реальности.

Видео: техНашествие №49 (Умная кухня | Маска для увлажнения | Новый квантовый алгоритм - технологии)

Особенность квантовых компьютеров

Команда создала квантовый вариант стандартного компьютерного кода в кремниевом чипе. Этот прорыв показывает, что можно создавать надежные квантовые компьютеры.

Такие компьютеры имеют потенциал для решения проблем гораздо быстрее, чем любые, существующие сегодня. В них сочетаются правила информатики и явления квантовой механики, которые не наблюдаются в повседневной жизни. А именно принцип суперпозиции, который был популяризован Шредингером, и запутанности.

Принцип квантовой запутанности

Тест, проведенный в Австралии, использовал принцип квантовой запутанности для запуска кода. Запутанные частицы формируются вместе в определенном порядке, так что их свойства, такие как энергия и импульс, связаны. Если свойство изменяется на одну частицу, к примеру во время измерения, другие будут также затронуты. Изменения происходят мгновенно, даже если частицы расположены в противоположных концах вселенной, поэтому ученые считают, что это может быть нарушением специальной теории относительности, согласно которой информация не может двигаться быстрее света. Хотя недавно было доказано, что запутанность – это реальное явление.

Использование квантового поведения добавляет возможности вычислений. Это, в некотором смысле, можно назвать причиной, почему квантовые компьютеры могут быть более мощными. Такое же количество битов позволяет написать компьютерный код, в котором содержится намного больше слов. Их можно использовать для запуска другого алгоритма, который достигнет результата с меньшим количеством шагов.

Суть эксперимента

В ходе эксперимента ученые создали запутанное состояние между атомом фосфора (его ядром) и одним электроном в кремниевом чипе. Они образуют кубит – квантовый элемент компьютерного бита. Ученые выяснили, что их можно легко контролировать и использовать. В обычном бите возможны два состояния – 0 и 1. Кубит же имеет намного больше, благодаря квантовой механике. Именно поэтому ожидается, что квантовые компьютеры будут более мощные, чем современные.

Австралийские ученые доказали, что они могут написать этот код внутри устройства, которое напоминает кремниевые микросхемы на современных ноутбуках или мобильных телефонах. Это настоящий триумф электротехники.