Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2015 09 ноя

Сделан шаг к созданию квантового компьютера

Sciencedaily_09_11_15

Венский университет

Одной из самых захватывающих воображение и наиболее трудной сферой применения квантовых технологий является создание квантового компьютера. Квантовые логические вентили — это основные строительные блоки квантового компьютера, но их практическая реализация в масштабах, необходимых для осуществления вычислительных операций, чрезвычайно сложна. При обычном подходе к реализации квантовых вычислений квантовые ключи работают в определенном порядке: один ключ за другим. Но недавно было установлено, что квантовая механика позволяет «накладывать квантовые вентили» друг на друга. Если это сделано корректно, то набор квантовых ключей может действовать во всех возможных направлениях в одно и то же время. Как то ни странно, этот эффект может быть использован для уменьшения общего количества логических ключей, требующихся для выполнения квантовых вычислений.

Группа исследователей под руководством Филипа Вальтера (Philip Walter) недавно установила, что одновременное использование порядков срабатывания квантовых вентилей (идея была теоретически обоснована группой Чеслава Брукнера) может быть реализовано в лабораторных условиях.

При суперпозиции порядков работы квантовых вентилей невозможно (даже в принципе) узнать, сделана ли одна операция раньше другой или наоборот. Это означает, что два квантовых логических вентиля А и В одновременно могут работать как в одном, так и в обратном порядке. Другими словами, вентиль А функционирует до срабатывания вентиля В, а вентиль В — до срабатывания вентиля А. Физики из группы Филипа Вальтера осуществили эксперимент, в котором два квантовых логических вентиля работали с одиночными фотонами в прямом и обратном порядке.

Результат эксперимента подтвердил, что невозможно определить, какой вентиль срабатывает первым. Но этот эксперимент не был простым проявлением любознательности. Проведя одиночное измерение с использованием фотона, они выявили специфическое свойство двух квантовых вентилей, чем подтвердили, что вентили использовались в прямом и обратном порядке. Если для решения поставленной задачи применить еще больше вентилей, то новый метод становится еще более эффективным по сравнению с ранее известными способами.

Впервые суперпозиция квантовых вентилей была реализована в лабораторных условиях и успешно продемонстрировала новый вид квантовых вычислений. Ученые смогли выполнить вычисления с эффективностью, недостижимой при использовании старой схемы квантовых вычислений. Эта работа открывает дверь для изучения новых типов квантовых вычислений в будущем. Несмотря на то, что полностью новые возможности еще неизвестны, а работа представляет собой начало нового, захватывающего пути, на котором возможно связать результаты теоретических изысканий в области основ физики с экспериментами по квантовым вычислениям.