Создан первый твердый квантовый процессор

Схема реализации сверхпроводникового кубита. Иллюстрация с сайта aps.org

Ученым удалось создать первый твердый квантовый процессор. Предыдущие модели представляли собой, например, ионы, размещенные в магнитных ловушках, в то время как новая модель напоминает существующие полупроводниковые микрочипы. Об этом сообщает Nature News, а статья исследователей появилась в журнале Nature.

В рамках работы исследователи создали устройство, состоящее из двух кубитов - квантовых аналогов бита, способных находиться не только в состоянии нуль или один, но и в их суперпозиции. Работа кубитов, разделенных специальным зазором, контролировалась при помощи источника микроволнового излучения.

В исследовании использовались кубиты, которые представляют собой небольшие кусочки сверхпроводника, состоящего из тонкой пленки ниобия, нанесенной на пластину из оксида алюминия с щелью. Кодирование состояний подобного устройства осуществляется распределением так называемых куперовских пар - квазичастиц, состоящих из двух электронов. Функционируют подобные кубиты при температуре чуть выше абсолютного нуля (минус 273,15 градуса по Цельсию).

В рамках работы исследователи использовали пару кубитов, чтобы реализовать решения некоторых теоретических задач. Первое из них - алгоритм Гровера для поиска в неупорядоченной базе данных. Этот вероятностный (как и все квантовые) алгоритм ищет элемент в базе данных из N записей за kN0.5 шагов, где k - некоторая константа. Примерно в 80 процентах случаев поиск оказывался успешным.

Кроме этого исследователи запускали на квантовом процессоре алгоритм Дойче-Джоза. Это теоретический алгоритм, который по данной последовательности нулей и единиц четной длины отвечает на вопрос: верно ли, что все значения в наборе нули, единицы или нулей и единиц одинаковое количество. При этом заранее известным полагается, что последовательность имеет один из трех данных видов. Этот алгоритм выдает ответ всего за один шаг, в то время как классический алгоритм требует 2n - 1 + 1 шагов, где n - длина последовательности.

Сами исследователи считают, что их устройство требует сложной системы охлаждения и использует всего два кубита, поэтому не может считаться полноценным квантовым компьютером. Однако они отмечают, что их процессор может рассматриваться как важный шаг на пути к практической реализации подобных устройств.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:04 Сегодня

Waaagh!

Реки крови и бесконечная война: рецензия на Warhammer 40,000: Dawn of War III
Наука и техника
 — 
00:00 25 апреля 2017

Подрыв устоев

Достигнут прогресс в создании эффективных литиевых аккумуляторов
Не выходи из комнаты
В Петербурге станцевали большие голландцы
Талантливый мистер Демме
Фильмы, которыми запомнится режиссер Джонатан Демме
«При Обаме поднимать тему расизма было даже сложнее»
Кто снял сенсационный черный хоррор «Прочь»
Эффект нетронутости
Ирвин Пенн: фотограф, который первым загнал моделей в угол
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности