Наука и технологии
17 ноября 2009, 10:05

Разработан первый универсальный программируемый квантовый компьютер

Американские ученые из Национального института стандартов и технологий в городе Боулдер, штат Колорадо объявили о разработке первого в мире универсального программируемого квантового компьютера, способного работать с двумя кубитами данных. Кубит – квантовый аналог бита, однако он может содержать в себе больше информации, чем стандартная ячейка, находящаяся лишь в двух состояниях – 1 или 0. Таким образом, квантовый компьютер лучше подходит для задач, трудновыполнимых на обычных вычислительных системах, к примеру, криптоанализа.

Дэвид Ханнеке (David Hanneke) проводит демонстрацию

В экспериментальном устройстве за хранение кубитов информации отвечают ионы бериллия с различным спином, в то время как лазерные импульсы позволяют совершать простые логические операции, управляя этими ионами в зависимости от производимых вычислений. Результаты данной работы считывает еще один лазер. А в основе квантового компьютера лежит алюминиевая пластина с золотым паттерном, содержащим миниатюрную электромагнитную “ловушку” величиной всего 200 микрометров. В данной “ловушке” ученые разместили по два иона бериллия и магния, причем, последние должны гасить нежелательные вибрации и сохранять стабильность системы.

Хотя созданный американскими исследователями квантовый компьютер может совершать бесконечное число двухкубитных операций, для демонстрации универсальности устройства физики ограничились 160 случайно выбранными программами. Для их реализации был использован 31 вид квантовых импульсов, закодированных в лазерных лучах. Каждый такой  импульс нес в себе один либо два кубита информации, а каждая из программ запускалась по 900 раз.

При этом ученые признают, что созданное ими устройство пока несовершенно. К примеру, точность вычислений на квантовом компьютере достигает лишь 79 процентов, хотя аналогичный показатель каждого “оптического процессора” превышает 90 процентов. Для промышленной же реализации квантовых вычислений уровень точности в них должен составлять  около 99,99 процента. Однако команда ученых собирается продолжить исследования в этой области, в частности, повысить стабильность работы лазеров и уменьшить число ошибок, причины которых кроются в оптической аппаратуре.

Источник новости: New Scientist