Модель программируемого квантового процессора
Физикам из технологий и Национального института стандартов в Соединенных Штатах (National Institute of Standards and Technology, NIST) в первый раз удалось собрать несложный программируемый квантовый компьютер.
В квантовом компьютере, как и в его классическом аналоге, обработку информации (преобразование множества входных логических сигналов в выходной) создают логические вентили.
В теории квантовых вычислений продемонстрировано, что любой метод с применением любого количества кубитов возможно реализовать на базе одно- и двухвходовых квантовых вентилей», — поясняет ведущий создатель работы Дэвид Ханнеке (David Hanneke).
Эксперты уже обучились создавать такие вентили и делать определенные последовательности операций, но сконструировать универсальный процессор до тех пор пока никому не получалось.
Американские ученые разместили кубиты — два иона бериллия — в электромагнитной ловушке, добавив к ним два иона магния, каковые содействовали охлаждению совокупности. Потому, что число вероятных преобразований с участием двух кубитов ничем не ограничено, авторы, воспользовавшись генератором случайных чисел, выбрали для проверки 160 «программ». Любая из них включала в себя 31 логическую операцию, каковые кодировались лазерными УФ-импульсами.
Большая часть операций были однокубитными, причем в ходе программирования варьировались лишь пятнадцать операций из тридцати одной.
Каждую такую «программу» исследователи выполнили по 900 раз. Сравнив полученные результаты с теоретическими расчетами, они вычислили точность работы процессора, которая составила около 79 процентов.
Очевидно, возможность корректного исполнения отдельной логической операции превышает 90 процентов, но для их последовательности мы приобретаем цифру 79», — комментирует господин Ханнеке.
Точность работы процессора, что возможно будет применять на практике, обязана быть больше 99,99%. Согласно мнению ученых, такие значения в полной мере настоящи: легко необходимо поразмыслить над тем, как стабилизировать параметры лазера и оптимизировать геометрию опыта.
Создатели нового компьютера выделяют, что их машина будет неотъемлемой частью будущего полноценного квантового компьютера. Их разработка разрешает, к примеру, достаточно легко делать многие рутинные операции.
Полная версия отчета исследователей будет размещена в издании Nature Physics; препринт статьи возможно скачать с сайта arXiv.
Просматривайте кроме этого о:
Двухкубитном электронном квантовом процессоре
Реализованном квантовом методе Шора на миниатюрном кремниевом чипе
и статью о отыскивании Дорог повышения кубитов