Физики создали квантовый компьютер в алмазе

Физики из Нидерландов и США создали квантовый компьютер на основе алмаза, в котором кубиты были представлены гибридной системой.

По информации PhysOrg.com, в качестве первого кубита выступило ядро атома азота (примесь в алмазе), в качестве второго - электрон. Точнее, кубиты были представлены спинами этих частиц.

Квантовые ячейки на основе одних электронов в любом твердом теле, по идее, способны проводить быстрые вычисления, но эти частицы очень быстро теряют связанное состояние. Ядро "держится" гораздо дольше. В смешанном компьютере физики и вовсе придумали оригинальную защиту от декогеренции, передает Membrana.ru.

Фактически, авторы нового устройства решали именно єту проблему. Кроме взаимодействия двух кубитов, свою роль играло вмешательство извне.

С помощью микроволновых импульсов авторы работы регулярно меняли спин электрона. По словам одного из авторов опыта Дэниела Лидара из университета Южной Калифорнии (USC), это было похоже на путешествие во времени: влияние на электрон уничтожало появляющуюся несогласованность между параметрами двух частиц.

Это искусственное вмешательство позволяло периодически отсекать вредное воздействие среды, так что времени, которое оставалось, хватало на выполнение квантовых операций.

При этом внутренний резонанс в такой спин-спиновой системе помогал избежать конфликта между добавкой этих внешних импульсов и выполнением поставленной задачи.

Чтобы показать, что их система в алмазе работает именно в квантовом режиме, команда выполнила на компьютере алгоритм Гровера. Упрощенно его можно представить как поиск имени в телефонной книге, если вам известен только телефон.

В классической ситуации вы можете натолкнуться на этот номер на первых страницах, которые выбирают наугад, а можете - на последних. При большом числе таких задач вы будете находить нужного человека пролистав, в среднем, половину книги.

Но квантовый компьютер в силу принципа суперпозиции в состоянии решить такую задачу гораздо быстрее. Образно говоря, ему правильный ответ будет попадаться, как правило, в самом начале перебора.

В данном случае машина, оперируя защищенными кубитами, делала правильный выбор с первого раза около 95% времени, что было бы невозможно при классическом переборе.

Отметим, в ближайшем будущем компьютерную технику ожидает еще один мощный рывок. Исследовательское подразделение корпорации IBM разработало новую технику, позволяющую видеть, записывать и изучать поведение атомов в реальном времени.

newsru.ua