Создан прототип программируемого квантового компьютера – сверхохлажденные ионы бериллия под воздействием лазерных импульсов выполнили 160 случайно выбранных программ - Гранит науки - 2009-12-01

У микрофона Марина Аствацатурян! Исследователи из американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology) под руководством Дэвида Ханнеке (David Hanneke) работали с двумя ионами бериллия, охлажденными почти до абсолютного нуля и удерживаемыми магнитной ловушкой между позолоченными алюминиевыми пластинами. Эти ионы представляли собой кубиты, т.е. квантовые биты - квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере. Кубиты играют ту же роль, что и биты в обычном компьютере, значение которых равно или 0 или 1. Однако в квантовом мире отдельный кубит может быть представлен одновременно двумя состояниями – и нулем, и единицей, и это состояние называется суперпозиция. Обработка информации в случае квантового компьютера на ионах бериллия происходила при попадании на них лазерного импульса, который менял их суперпозицию, сдвигая равновесие при измерении в сторону условной единицы. Результаты этих манипуляций опубликованы в последнем номере Nature Physics, некоторые подробности сообщает Science News. Из всевозможных преобразований системы из двух кубитов авторы работы, воспользовавшись генератором случайных чисел, выбрали для проверки 160 «программ». Каждая из них включала в себя 31 логическую операцию, кодируемую лазерными ультрафиолетовыми импульсами. Для того, чтобы ионы бериллия сохранялись при этом сверхохлажденными, в систему были добавлены ионы магния.

Каждая из 160 случайных программ для квантового вычисления была выполнена по 900 раз. Сравнив полученные результаты с теоретическими расчетами, исследователи вычислили точность работы процессора. Она составила около 79 процентов, в то время как точность работы процессора, который можно будет использовать на практике, должна превышать 99,99%. Надежность системы можно повысить стабилизацией параметров лазера и уточнением других деталей эксперимента. По мнению эксперта в области квантовых вычислений и квантово-оптических систем Бориса Блинова (Boris Blinov) - выпускника физфака МГУ, а ныне сотрудника Университета Вашингтона в Сиэтле (University of Washington in Seattle), «самое впечатляющее в новом исследовании – это демонстрация того, что квантовый компьютер может быть масштабирован». «Тот же метод, что авторы применили к двум кубитам, мы используем в куда больших системах» - отмечает Блинов в комментарии для Science News.