Инженеры из Стэнфорда придумали новую простую конструкцию квантового компьютера. В ней один атом связан с несколькими фотонами, которые обрабатывают и хранят информацию.
Исследователи создали упрощенную схему работы квантового компьютера, которая запутывает один атом с несколькими фотонами.
Эффективность квантовых компьютеров намного выше, чем обычных, все дело в способе хранения и обработке информации. Тем не менее, у таких устройств есть и свои проблемы. Например, квантовые эффекты чувствительны к вибрации или теплу, поэтому квантовые компьютеры необходимо использовать при температурах около абсолютного нуля.
Чем сложнее устройство квантового компьютера, тем больше его вычислительная мощность, а значит, и конструкция становится больше.
Но авторы новой работы придумали новый подход. Они создали свой дизайн, при котором квантовый компьютер станет меньше и проще. Это фотонная схема, в которой используют волоконно-оптический кабель, светоделитель, два оптических переключателя и оптический резонатор.
Обычно, если вам нужно создать квантовый компьютер, нужно взять примерно тысячи квантовых излучателей и интегрировать их в гигантскую фотонную схему. Для нашего дизайна нужно всего несколько относительно простых компонентов. Также размер устройства не увеличивается в зависимости от сложности задачи.
Бен Бартлетт, ведущий автор исследования
Новая конструкция состоит из двух основных частей: кольца, в котором хранятся фотоны, и рассеивающего устройства. Фотоны — это кубиты, которые движутся по кольцу в зависимости от присвоенного им числового значения.
Для кодирования информации система может направлять фотоны из кольца в блок рассеяния, где они попадают в полость, содержащую один атом. Когда фотон взаимодействует с атомом, они запутываются. В этом квантовом состоянии их больше нельзя описать отдельно, так как любые изменения повлияют на всех участников запутанности.
Также мы можем измерять состояние атома и использовать для операции фотоны. Поэтому нам нужен только один управляемый атомарный кубит, который мы применяем в качестве посредника для косвенного управления всеми остальными фотонными кубитами.
Бен Бартлетт, ведущий автор исследования
Команда отмечает, что при такой конструкции можно запускать разные программы. Для этого нужно только написать новый код, чтобы изменить способ и время взаимодействия атома и фотонов.
Читать далее
Школьница нашла клад бронзового века: 65 артефактов датируются 1 300 годом до н.э.
Искусственный интеллект помог московским врачам поставить 2,6 млн предварительных диагнозов
Антарктические рыбы начинают вести себя «пугающе» из-за потепления воды