Физики разработали фотонный квантовый компьютер

Волноводы оптического компьютера. Иллюстрация из статьи J. B. Spring et al., Science (2012)

Физики разработали квантовый компьютер, вычислительная мощность которого при масштабировании способна во много раз превзойти способности классических ЭВМ. Результаты четырех независимых групп исследователей по созданию сходных устройств появились в журнале Science и архиве Корнельского университета, кратко суть публикаций пересказывает Nature News и Science Now.

Устройство состоит из расположенных на микрочипе нескольких стеклянных волноводов, несколько раз перекрещивающихся между собой. Одиночные фотоны подаются на ввод устройства и детектируются на его выходе.

То, в какие выходы попадут фотоны, зависит от их взаимодействия между собой в местах перекрещивания. Это взаимодействие можно довольно просто смоделировать на обычном компьютере, но только до тех пор, пока фотонов очень мало. С ростом их числа вычислительная сложность такой задачи возрастает экспоненциально. При 25 фотонах на 400 каналах измерить получившийся результат становится уже проще, чем его вычислить.

Ученые обращают внимание на то, что созданное оптическое устройство является фактически квантовым компьютером, вычисления в котором проводятся при помощи взаимодействия фотонов. При моделировании поведения фотонов компьютер решает задачу вычисления перманента матрицы - та же самая задача в созданном оптическом устройстве решается "физически". Перманент матрицы - это функция от элементов этой матрицы, используемая в дискретной математике и комбинаторике. Формула для перманента выглядит как формула для определителя матрицы, в которой все минусы заменены на плюсы. В отличие от определителя вычисление перманента является крайне сложной с вычислительной точки зрения задачей.

Главным недостатком созданного устройства является его узкая специализация для решения одной задачи. Пока "компьютер" способен справляться только с одной задачей - вычислением перманента, но авторы подчеркивают, что главное при его создании - показать потенциальные способности устройства.

Для создания более привычных квантовых компьютеров обычно используются ионизированные атомы, собранные в квантово запутанные системы. Вычисления в них проводятся при помощи изменения спинов. Ключевым отличием квантовых устройств от классических является то, что они способны одновременно находиться в нескольких состояниях, поэтому вычисления в них проводятся одновременно, а не последовательно, и полученный результат имеет вероятностный характер.

подписатьсяОбсудить
00:08 23 августа 2016

Бандеровец, грузин и иллюминаты

Кто виноват в появлении фашистского ксенофобского мира Deus Ex: Mankind Divided
00:06 14 августа 2016

Нечто

Что скрывается на секретной подледной базе США
Ваши мечты не сбудутся
Почему «Газпром» заставляет ветеранов и многодетных родителей сносить свои дома
Беслан Мудранов и Владимир ПутинЛига чемпионов
Сколько бывшие олимпийцы зарабатывают в политике
«Если в тюрьму не попал — уже хорошо»
Профессор ВШЭ Исак Фрумин о школьной сегрегации и высшем образовании для всех
День ВМФ России в СевастополеСкажи мне, чей Крым
Каковы перспективы иска Украины по поводу воды вокруг Крыма
Нелетная погода
Почему Иран разрешил, а потом запретил России использование базы Хамадан
Бегущий человек
Как граждане КНДР спасались от идей чучхе в СССР и Китае
Дональд Трамп и Пол МанафортПорочащие связи
Как работа с «Костей из ГРУ» подвела главу предвыборного штаба Трампа
Филип КрейвенПятое колесо
Почему российские спортсмены остались без Паралимпиады
Холодный фронт
Главные интриги стартующего чемпионата Континентальной хоккейной лиги
Вечный карнавал
Лучшие мгновения церемонии закрытия Олимпиады в Рио
Под звуки ливня
Церемония закрытия прошла, как и все Игры, — противоречиво и с пустыми трибунами
Осетинский блицкриг
Борец-вольник Сослан Рамонов выиграл для России последнее золото Олимпиады в Рио
«Все здесь сочувствуют Украине»
Уроженка Омска делится впечатлениями после переезда в Канаду
«Бесплатные вегетарианские хот-доги»«Убить всех веганов»
За что мясоеды не любят поклонников растительной диеты
Дикий, дикий райцентр
Фотоистория о жизни ковбоя из города Шуи
Весам назло
В мире набирает популярность йога для полных
Право на красоту
Сеть покоряют бьюти-блогеры с необычной внешностью
Острые крылышки
Как у автомобилей появились крылья и что такое диффузор — история аэродинамики
Миллионы на покупки
10 самых дорогих автомобилей аукционов прошедшего уикенда
Народный сбор
Длительный тест Mitsubishi L200: часть первая
Нашли чем кичиться
Экстравагантные тюнинг-проекты, от которых хочется зажмуриться
Дно Олимпиады
Проблемы Рио похлеще допингов и переломов
«Я не позволяла себе ничего, каждая копейка уходила на кредит»
Рассказ россиянки, купившей не одну квартиру при зарплате в 40 тысяч рублей
Бабушкино наследство
Вся недвижимость кандидата в президенты США Хиллари Клинтон
Камерная дача
10 фактов о доме в Форосе, ставшем тюрьмой для Горбачева
До чего докатились
Как выглядят лица людей, съехавших с небоскреба