Инженеры американского Национального института стандартов и технологий NIST уверяют, что первый универсальный квантовый компьютер в скором времени будет готов к использованию. Но, перед введением в эксплуатацию придется решить некоторые серьезные проблемы, в связи с тем, что компьютер дает сбои для коммерческих расчетов.
Квантовый компьютер в сравнении с традиционным компьютером с кремниевым процессором может быть гораздо мощнее. Показанный прототип способен управлять кубитами (двумя квантовыми битами). У кубитов другая сущность, в отличие от электронных битов традиционных компьютеров, где они могут одновременно представлять как 0, так и 1. Для того чтобы удерживать кубиты исследователи использовали в экспериментальной машине устройство с лазерным лучом и ионами бериллия. Лазерный луч, при этом, исполнял роль координатора вычислений. Помимо этого учеными созданы логические ворота, позволяющие манипулировать кубитами. Один лазер производит операции с кубитами, а другой их считывает.
Внутри квантового процессора размещено несколько слоев золотого покрытия и алюминиевая подложка. Это соединение создает электромагнитные ловушки (около 200 микрометров в диаметре), внутри которых расположены по четыре атома — два магния и два бериллия. В данном случае ионы помогают стабилизировать и удерживать кубиты. Ученые могут разъединять и соединять кубиты, контролируя напряжение на подложке.
Исследователи дают заключение о том, что точность квантового компьютера — 79%. Столь невысокая точность объясняется невысокой точностью лазерного излучения. Тем не менее, ученые намерены добиться показателя в 99,99%. Это станет возможным, по их мнению, за счет более стабильного напряжения лазера и более точного изготовления подложки.
Один из разработчиков, Девид Ханнеке, уверен, что квантовые компьютеры для решения задач криптоанализа могут быть использованы в системах искусственного интеллекта, ведь вычисления сегодняшних машин могут занимать годы.
В будущем исследователи планируют создать системы с десятками лазерных лучей.
5 марта 2012
