Объединенная группа ученых из Германии, Великобритании и Канады смогли в течение 39 минут держать атомы фосфора в состоянии квантовой суперпозиции. Примечательно то, что эксперимент проводился при комнатной температуре, чего ранее никогда сделать не удавалось. Эксперты раздела "Новости науки" издания для инвесторов "Биржевой лидер" утверждают, что за столь короткое время на квантовом компьютере можно было бы провести около двух миллионов вычислительных операций. Отныне перспектива создания квантовых компьютеров выглядит куда более реалистичной.
Первые успехи в создании квантового компьютера
Как известно, те компьютеры, к которым все уже привыкли и пользуются повседневно, содержат информацию в битах. Каждый такой бит способен принимать значения 1 или 0. Однако квантовые биты, или другими словами кубиты, находясь в состоянии суперпозиции способны принимать эти два значения одновременно, что существенно повышает уровень производительности. Настолько больших квантовых компьютеров, которые могли бы заменить обычные персональные, в мире не создано. Однако ключевая проблема, которую сегодня стоит преодолеть ученым, заключается в том, что квантовый компьютер способен работать стабильно исключительно при температуре равной нулю.
Рис. 1 Принцип работы простого компьютера в сравнении с квантовым
Стефан Симмонс из Оксфорда совместно со своими коллегами, провел уникальный на сегодняшний день эксперимент. В процессе эксперимента атомы фосфора (занимающие роль кубитов) сначала были заморожены до наиболее комфортной для работы квантового компьютера температуры. После, при помощи сильного магнитного поля ученые привели их в состояние квантовой суперпозиции. Лазером были удалены все электроны окружающие их, которые, по предположениям ученых, были одним из факторов, мешающим атомам сохранять стабильность в состоянии суперпозиции. Скорее всего, ученые не прогадали в своих предположениях. Состояние стабильности сохранялось атомами на протяжении довольно долгого времени. К сведению: ранее удавалось достичь стабильности не более чем в течение трех минут, передают эксперты раздела "Новости науки" издания для инвесторов "Биржевой лидер".
Рис. 2 Квантовый компьютер
Важно отметить, что у кубитов в состоянии суперпозиции существует уникальная для них характеристика – спином. Ученые отмечают, что спином способен точно указывать, в каком именно промежуточном состоянии между единицей и нулем находится в определенный момент времени кубит. В описанном выше эксперименте состояние всех кубитов было абсолютно одинаковым.
Первый в мире квантовый компьютер мыслит как человек
Напомним, как ранее уже сообщалось, в мае текущего года американское космическое агентство НАСА совместно с корпорацией Google объединились для создания первого в мире квантового компьютера. Имея цену в пятнадцать миллионов долларов, этот поистине гигантский массив процессоров будет использовать, как основу для своей вычислительной деятельности, неслыханную ранее скорость, которая будет превосходить сегодняшние показатели обычных персональных компьютеров в 3600 раз.
"D-Wave-Two" представляет собой первую в мире коммерчески открытую вычислительную систему, которая использует квантовое туннелирование для проведения наиболее сложных математических решений. Данная технология полностью пересматривает устоявшиеся концепции традиционных систем вычисления. Сегодня огромное количество компьютеров используют простую бинарную систему, в которой, как указывалось ранее, используется кодировка в виде нулей и единицы. Данный подход позволяет сохранять информацию, а также выполнять над ней все необходимые операции.
Однако квантовый компьютер вместо того, чтобы использовать традиционную шифровку использует собственный "материал" – кубиты (квантовые биты). В данной системе единицы и нули могут использоваться одновременно, что очень сильно увеличивает скорость вычислительной деятельности компьютера.
Благодаря новой системе кубитов, квантовый компьютер способен решать наиболее комплексные и сложные проблемы, с которыми простым компьютерам подчас не под силу. "D-Wave-Two" может с легкостью решать длинные уравнения со многими переменными. На всю операцию ему понадобится не больше одной секунды, - констатируют эксперты раздела "Новости науки" издания для инвесторов "Биржевой лидер".
