Квантовый алгоритм шора впервые отмасштабировали

Квантовый алгоритм шора впервые отмасштабировали

Физики из Массачусетского технологического университета и Инсбрукского университета создали квантовый компьютер, допускающий масштабирование при исполнении метода Шора. Статья ученых размещена в издании Science.

Метод Питера Шора — это квантовый метод разложения чисел на простые множители, то имеется факторизации. Сущность метода содержится в сведении задачи факторизации к поиску периода функции. В случае если известен ее период, то факторизация осуществляется при помощи метода Евклида за полиномиальное время на хорошем компьютере. Так, метод Шора включает в себя две части: хорошую и квантовую.

Квантовая часть занимается поиском периода функции, а хорошая часть сперва подготавливает эту функцию, а позже контролирует период, отысканный квантовой частью. В случае если период отыскан верно, то задача будет решена.

Ученые спроектировали квантовый компьютер, что реализует масштабируемую версию метода Шора, предложенную русским физиком Алексеем Китаевым. Эта версия разрешает сократить количество применяемых кубитов для исполнения операции. Один из авторов работы, Айзек Чуанг (Isaac Chuang), заявляет, что, в то время как для факторизации числа 15 — мельчайшего нечетного составного числа, не представимое в виде степени несложного (ограничение метода Шора) — традиционно требуется 12 кубитов, их квантовому компьютеру требуется всего пять кубитов.

Для реализации метода употребляется пять ионов 40Ca+, находящихся в состоянии суперпозиции и заключенных в квадрупольную ионную ловушку либо ловушку Пола. Компьютер применяет лазерные импульсы в качестве логических тумблеров. Четыре атома употребляются для совершения операции, а один употребляется для интерпретации и извлечения данных.

По экспериментальным результатам возможность неточности при вычислении периода составила менее одного процента. Но сами исследователи в собственной работе указали, что, дабы в действительности взять таковой уровень возможности, опыт направляться повторить восемь раз. Возможность получения точного периода с первого раза ученые оценили примерно в 50%.

Ученые отмечают, что совокупность допускает масштабирование методом добавления в нее лазеров и большего количества атомов.

«Мы не видим никаких физических обстоятельств, из-за чего это не было бы вероятно», — комментирует Чуанг.

В случае если масштабы подобных систем в будущем вправду удастся расширить, то это поставит под угрозу существующие совокупности защиты на базе метода шифрования RSA. Данный метод является криптосистемой с открытым ключом, в базе которого именно и лежит факторизация произведения двух несложных солидных чисел. Он употребляется при передаче информации через интернет, считывании информации с банковских карточек и вторых тайных операциях.

Необходимо подчеркнуть, что пара лет назад американские физики из университета Санта Барбары смогли реализовать квантовый метод Шора на совокупности с тремя кубитами. Метод давал верный ответ приблизительно в 48 процентах случаев, но не допускал масштабирования.

Создатель: Кристина Уласович

Криптоапокалипсис близко? Об методе Шора.