Квантовый Компьютер в тысячи раз быстрее обычного компьютера

Один из самых успешных усилий в разработке квантового компьютера произошла на встрече Американского общества физики в Далласе, США.

Подобный компьютер использует “квантовые состояния” материи для выполнения расчетов таким образом, что, если увеличить конструкцию этой системы в размере, она сможет значительно превзойти обычные компьютеры.

Насколько значительно?

Изобретение такой системы будет означать конец банковским системам, использующим пароли для авторизации своих клиентов — квантовый компьютер сможет взломать любой пароль за секунды, не взирая на сложность кодировки. Это архитектура позволила бы моделировать сложнейшие эксперименты, от формирования протеиновых цепочек и генерирования вакцин для вирусов до предсказания погоды с точностью до минуты.

Чип размером в 6мм-на-6мм имеет девять квантовых приборов, в том числе четыре “квантовых битов”, чтобы делать расчеты.

Команда разработавшая этот компьютер сказала что будет возможно увеличить систему до 10 кубитов уже в этом году.

Вместо нулей и единиц в качестве вычислительной цифры, квантовые компьютеры используют так называемые суперпозиции – состояния вещества, которые могут рассматриваться и как единица и ноль сразу.

В некотором смысле, главное преимущество квантовых вычислений является выполнение расчетов по всем состояниям суперпозиций одновременно. С одним квантовым битом или кубитом, разница не велика, но эффект быстро растет с увеличением количества кубитов.

Принято считать что число кубитов, достаточных для того чтобы сделать квантовые компьютеры конкурентоспособными составляет около 100, так что каждый скачок в гонке имеет большое значение.

“Мы все заинтригованны, что мы находимся на той стадии, когда уже можно начать говорить о том, какую архитектуру мы используем для построения квантового процессора,” заявил на конференции Эрик Лусеро из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре.

Ключевая инновация команды заключается в том что им удалось найти способ чтобы полностью отключить – или “отвязать” – взаимодействия между элементами их квантовые цепи.

Тонкие квантовые состояния которые ученые создают в кубитах — в этом случае парные сверхпроводники известные как “Переходы Джозефсона” – должны быть обработаны, перемещены и сохранены не разрушая их.

“Я размышлял над это проблемой уже 3-4 года, как бы это было возможно, разъединить взаимодействия между кубитами,” сказал Джон Мартини, руководитель исследования Университета Санта-Барбары.

“Теперь мы решили ее [проблему], и это здорово – но есть много других вещей, которые мы должны сделать.”

Частица Кубит

Решение пришло в виде компьютерной архитектуры под названием RezQu. RezQu это планировка квантового компьютера, на чем и сконцентрировали свое внимание участники конференции в Далласе.

У архитектуры подобного типа есть большое преимущество — Масштабируемость [систему можно увеличить в размере] – что делает её хорошим кандидатом на гораздо более сложные схемы, которые сделают квантовый компьютер возможным.

“Есть конкурирующие архитектуры, как ионные ловушки – захвата ионов с помощью лазеров, но сложность состоит в том, что нужно иметь полную комнату докторов физических наук чтобы оперировать подобным компьютером,” рассказал г-н Лусеро BBC News.

“Уже есть предпосылки на то, как эта архитектура может масштабироваться, и мы создали электронику, основанной на технологии используемой в сборке телефонов, которая сильно уменьшила стоимость нашей архитектуры. Мы находимся на самом краю границы за которой квантовый процессор будет возможен,” сказал Лусеро. “Уже много лет все научное сообщество делает предположения о том, какие возможности квантовый компьютер откроет для нас.”

Бриттон Пулрд (Britton Plourde), исследователь квантовых вычислений из Университета Сиракуз, сказал, что эта область компьютерной техники заметно прогрессировала в последние годы.

Один из важнейших параметров, необходимых для работы квантовых компьютеров, это возможность сохранить квантовые состояния кубитов, и д-р Пулрд отметил, что это время возросло в тысячу раз с момента создания первой квантовой архитектуры.

“Сверхпроводящие квантовые биты даже не существовали 10 лет назад, и теперь стало возможно контролировать [состояние этих битов] с почти произвольной точностью”, заметил Пулрд для BBC News.

“Мы все еще далеки от крупномасштабных квантовых компьютеров, но прогресс в создании этой системы увеличивается в скорости каждый день.”