За последние годы исследователи, работающие в области квантовых вычислений, добились некоторых успехов и на свет уже начали появляться квантовые вычислительные системы, количество квантовых битов, кубитов, в которых исчисляется несколькими десятками. Тем не менее, для реализации полноценных квантовых вычислений требуется, чтобы эти кубиты могли объединяться в квантовые регистры при помощи явления квантовой запутанности. При этом, размер (разрядность) этих регистров должна быть достаточной для того, чтобы при их помощи можно было выполнять самые сложные процедуры обработки квантовой информации, собщает dailytechinfo.org.
Не так давно группа исследователей из Германии и Австрии сообщили о создании квантового регистра, состоящего из 20 запутанных кубитов. Возможностей такого регистра, который может хранить в себе более миллиона квантовых состояний одновременно, пока еще не достаточно для реализации и демонстрации квантового превосходства, т.е. превосходства квантовых систем перед обычными вычислительными системами при решении сложнейших и тяжелых задач.
Для создания квантового регистра исследователи поместили 20 ионов кальция в специальную электростатическую ловушку. Электрическое поле этой ловушки выстроило ионы в одну прямую линию, а второе, боковое электрическое поле, поместило эти ионы на расстоянии 5 микрон друг от друга.
Ион кальция имеет один валентный электрон, вращающийся на внешнем слое. Направление вращения этого электрона и определяет квантовое состояние иона-кубита, при этом, кубит может находиться в двух квантовых состояниях, которые соответствуют логической 1 и 0. Более того, квантовая природа этого кубита позволяет ему также находиться в третьем состоянии, в состоянии суперпозиции, когда его значение равно и 1, и 0 одновременно.
Когда два кубита, находящиеся в состоянии суперпозиции, запутываются на квантовом уровне, количество квантовых состояний, в которых может находиться эта пара, увеличивается до четырех. Добавление еще одного кубита к запутанной паре удваивает количество состояний, и цепочка из 20 запутанных кубитов может содержать 2^20 или 1 048 576 значений.
Упомянутое выше число не является на сегодняшний день внушительным, как с точки традиционных вычислений, так и с точки квантовых вычислений особенно. Такой разрядности еще крайне недостаточно для реализации сложных квантовых операций, все этапы которых выполняются одновременно. Для нормального функционирования квантовому регистру необходимо не только содержать в себе данные, но и весь набор инструкций для их обработки. С учетом этого, квантовый регистр, обеспечивающий достаточную функциональность, должен состоять минимум из нескольких тысяч запутанных кубитов.
Для запутывания ионов кальция друг с другом исследователи использовали лучи лазерного света, которые перевели кубиты в чередующиеся квантовые состояния (1,0,1,0,1 …). Луч лазера был сфокусирован до максимума при помощи специальной оптики, его ширина приблизительно соответствовала длине волны света, подобранной для эффективной "работы" с ионами кальция, с одним ионом за один раз.
После этого исследователи осветили цепочку ионов лазерным лучом, длина волны которого была в два раза больше длины волны первого лазера. И сразу после этого в цепочке ионов начали образовываться пары соседних запутанных ионов, которые затем превращались в тройки, четверки и т.п. до тех пор, пока все ионы в цепочке не оказались запутанны между собой.
Как только запутывание цепочки было завершено, состояние отдельных ионов могло быть считано при помощи света лазера и света, отражаемого ионом. Однако, законы квантовой механики позволяют нам считать состояние квантовых битов всего лишь один раз, ведь это измерение состояния нарушает само это состояние и достаточно часто приводит к нарушению квантовой запутанности. Поэтому исследователям пришлось провести процедуры запутывания и считывания состояния многие тысячи раз, прежде чем они не получили необходимый им набор статистических данных.
На следующем этапе ученые попытаются повторить подобный "трюк" с 50 ионами. При этом, сложность интерпретации набора собранных данных увеличится на порядки. Это, в свою очередь, потребует еще большей точности при настройке запутанных кубитов и использования новых методов для контроля их квантового состояния.
"Сейчас мы продемонстрировали возможность высокоточных манипуляций и управления квантовыми свойствами отдельных кубитов" - рассказывает Роджер Мелько (Roger Melko), ученый из университета Ватерлоо, Канада, - "Такие новые технологии делают нас еще на один шаг ближе к созданию истинного квантового компьютера".
Корпорация Google по ошибке запустила рекламную кампанию за $10 млн на открытой бирже, где можно покупать и продавать для нее место через аукцион в режиме онлайн. Проблема возникла из-за стажера, ...
В рамках конференции Snapdragon Tech Summit 2018 состоялся анонс коммерческих мобильных сетей пятого поколения. Сотрудники компании Qualcomm рассказали о преимуществах сети нового поколения, сообщает ...
Google составила рейтинг популярных среди украинцев видео на YouTube. В нынешнем году лидером стала первая серия сериала Школа. Его показывали на 1 + 1. У него почти 6,8 млн просмотров. Кроме ...
Google представила подборку популярных видео YouTube 2018 в мире. Готовя рейтинг, аналитики учитывали количество просмотров, общее время сеанса, количество пересылок, комментариев и предпочтений. ...
Японские инженеры посадили за руль автомобиля работа. Робот похож на человека. Имеет пары ног и рук. Их приводят в движение электромоторы, пишет 24 канал. Техника выполняет стандартные схемы ...
6 декабря 1945-го американский инженер Перси Спенсер запатентовал свое изобретение - СВЧ-излучатель для подогрева пищи. Спенсер работал в военно-промышленной компании Raytheon. Занимался ...
Ступень ракеты-носителя Falcon 9 упала в Атлантический океан. Ракета запустили на Международную космическую станцию с базы военно-воздушных сил Соединенных Штатов на мысе Канаверал. Ее первая ...
В Европе произошел масштабный сбой в работе Facebook и Instagram Пользователи жалуются, что соцсеть выбрасывает их из личных аккаунтов, и они не могут войти в них снова, передает Downdetector. ...
Стокгольмский стартап Furhat Robotics создал робота для обучения сотрудников. Разработка поможет научиться общаться с недовольными клиентами и сообщать им неприятные новости, сообщили на официальном ...
Компания Google составила рейтинг лучших мобильных приложений нынешнего года. В рейтинг категории Most Casual Games попала игра украинской разработки Orbia: Tap and Relax. Ее создали в киевской ...
Компания Google составила рейтинг лучших мобильных приложений нынешнего года. В рейтинг категории Most Casual Games попала игра украинской разработки Orbia: Tap and Relax. Ее создали в киевской ...
Американская компания Microsoft разрабатывает новый браузер на основе платформы от Google Chromium. Кодовое название новинки - Anaheim. Она заменит стандартный браузер Edge, пишет УНИАН. На основе ...
Военная программа под названием Integrated Visual Augmentation System (IVAS) преследует цель разработки шлема, который даст солдатам США преимущества в бою.
Представители ASUS в Украине сделали официальный анонс о игровой смартфон серии Republic of Gamers Phone. Он возглавлял рейтинг самых мощных мобильных устройств сентября 2018, передает Pocket-lint. ...
Американская компания SpaceX побила рекорды по количеству запусков за год и количеством доставленных на орбиту спутников за один раз. Ракета Falcon 9 была запущена 3 декабря с военной базы Ванденберг ...
Быстрее всех заряжается смартфон Oppo R17 Pro. Ему хватает полчаса, чтобы получить 92% заряда. Большинство устройств за 30 мин. заряжают телефон на 50-60%, пишет Новое время. При зарядке Oppo ...
Быстрее всех заряжается смартфон Oppo R17 Pro. Ему хватает полчаса, чтобы получить 92% заряда. Большинство устройств за 30 мин. заряжают телефон на 50-60%, пишет Новое время. При зарядке Oppo ...
Японская автомобильная компания Toyota представила доработанного человекоподобного робота T-HR3. Отныне роботом можно управлять не только через прямое проводное подключение, но и дистанционно - через ...
В Южной Корее запустили коммерческую сеть 5G. Сеть пятого поколения тестировали на прототипе Galaxy S10, пишет Новое время. Видеосвязь из Банданга в Сеул сделал генеральный директор оператора SK ...
3 декабря 1992-го отправили первое в мире SMS. Технологию коротких мобильных сообщений разработал британский инженер Нейл Папуорт. Программист компании Sema Group тестировал новую технологию для ...
Ведомство по патентам и товарным знакам США утвердил ряд патентов Sony на необычные технологии для смартфонов будущего. Первый касается складываемого корпуса, который, скорее всего, станет трендом ...