Физики построили квантовый компьютер валмазе

Новое устройство содержит всего два кубита, но демонстрирует хорошую устойчивость. Наряду с этим кристалл действующий при комнатной температуре. Последняя подробность будет крайне важна, в случае если исследователи когда-нибудь постараются сделать квантовые компьютеры по-настоящему массовыми.

Физики из Нидерландов и США создали квантовый компьютер на базе бриллианта, в котором кубиты были представлены гибридной совокупностью. По данным PhysOrg.com, в роли первого кубита выступило ядро атома азота (примесь в бриллианте), в роли второго – электрон. Правильнее, кубиты были представлены поясницами этих частиц.

Квантовые ячейки на базе одних электронов в каком-либо жёстком теле, по идее, способны проводить стремительные вычисления, но эти частицы весьма скоро теряют связанное состояние. Ядро «держится» намного продолжительнее. В смешанном компьютере физики и вовсе придумали уникальную защиту от декогеренции.

Практически авторы нового устройства решали такую проблему. Кроме сотрудничества двух кубитов (спин электрона — оранжевый цвет на рисунке под заголовком, спин ядра — фиолетовый), существует и вмешательство внешней среды (прямоугольник цвета морской волны).

При помощи микроволновых импульсов авторы работы систематично поменяли спин электрона. По словам одного из авторов опыта Дэниела Лидара (Daniel Lidar) из университета Южной Калифорнии (USC), это было похоже на путешествие во времени: действие на электрон уничтожало появляющееся было рассогласование между параметрами двух частиц.

Это неестественное вмешательство разрешало иногда отсекать вредное действие среды, так что остающегося времени хватало на исполнение квантовых операций. Наряду с этим внутренний резонанс в таковой спин-спиновой совокупности помогал избежать конфликта между добавкой этих внешних импульсов и исполнением поставленной задачи.

Дабы продемонстрировать, что их совокупность в бриллианте трудится как раз в квантовом режиме, команда выполнила на этом компьютере метод Гровера. Упрощённо его возможно представить как поиск имени в телефонной книге, в случае если вам известен лишь телефон.

В хорошей ситуации вы имеете возможность наткнуться на данный номер на первых страницах, выбираемых наугад, а имеете возможность – на последних. При солидном числе таких заданий вы станете обнаружить нужного человека перелистав, в среднем, половину книги. Но квантовый компьютер в силу принципа суперпозиции состояний примет решение такую задачу намного стремительнее. Образно говоря, ему верный ответ будет попадаться, по большей части, в начале перебора.

В этом случае машина, оперируя защищёнными кубитами, делала верный выбор с первого раза около 95 процентов времени, что было бы нереально при хорошем переборе. (Подробности опыта возможно отыскать в статье в Nature).

Как трудится квантовый компьютер? Для чего необходимы квантовые компьютеры?


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: