Гранит науки - 2002-12-01

Прогресс в создании квантового компьютера отмечен во время дискуссии в лондонском Королевском Обществе австралийские ученые доложили о создании первого элемента для переработки квантовой информации, а австрийцы о первом квантовом вычислении

У микрофона Марина Аствацатурян! Квантовый компьютер, когда он действительно будет создан и заработает (спустя десятилетия, а может и века) видится более мощной, чем современный компьютер, и абсолютно защищенной от взлома машиной. Предпосылками к такому представлению о нем являются особенности квантового мира. В то время как классический компьютер работает на двоичном коде, т.е. воспринимает информацию в виде либо "0", либо "1", и эти значения называются битами, квантовые процессоры должны использовать квантовые биты, или кюбиты (qubits). Кюбиты кодируют квантовое состояние таких частиц как атомы, фотоны и электроны. Поскольку эти частицы могут находиться в нескольких состояниях сразу, кюбиты теоретически позволяют производить одновременно огромное количество вычислений. Практические препятствия на пути к реальному использованию кюбитов останутся непреодолимыми до тех пор, пока не найдется надежного способа предотвращения утечки квантовой информации, которая называется декогеренцией. Дело в том, что квантовые свойства частиц изменяются от малейшего воздействия внешнего мира.

Как сообщает New Scientist, на прошлой неделе Роберт Кларк (Robert Clark) из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales) в Сиднее представил в Лондоне кюбит на основе кремниевого чипа и соответствующий механизм считывания информации. Чип сделан фактически по проекту другого австралийца Брюса Кейна (Bruce Kane), который сейчас работает в Университете Мериленда (University of Maryland). В 1998 году Кейн теоретически показал, что атомы фосфора в кристаллических пленках кремния могут быть использованы для хранения и обработки кюбитов с использованием техники ядерного магнитного резонанса. Квантовые состояния фосфорных атомов долгоживущи, и в этом их преимущество для хранения информации. Кларк с коллегами нашли способ "вставлять" атомы фосфора в кремниевый слой, фокусируя высокэнергетичный пучок ионов фосфора. Устройство австралийских ученых, по замыслу его создателей, может заработать как вычислительное с использованием так называемого алгоритма Гровера (Grovers algorithm) - это квантовый алгоритм быстрого поиска и выбора оптимального варианта в неупорядоченной базе данных. Австрийский ученый Райнер Блатт (Reiner Blatt) из Университета Инсбрука (Innsbruck University), выступив на той же лондонской дискуссии, рассказал, что его группа испытала возможности другого алгоритма имени Дэвида Дойча (David Deutsch) на ионах кальция. По мнению эксперта издания New Scientist Питера Найта (Peter Knight) из лондонского Имперского Колледжа (Imperial College), представленные данные "обнажают все сложности манипулирования квантовой информацией, но вместе с тем и дают повод для оптимизма по поводу создания действительно полезного квантового процессора".