Ученые учатся управлять квантовым компьютером - 18 ноября 2009 г.

"Наступление" сверхбыстрых квантовых компьютеров, которым прочат роль главного вычислителя будущего, продолжается. Еще одним шагом в сторону "электронного завтра" стало создание квантового процессора, способного выполнять строго заданные требования. О перспективах использования управляемой модели "Правда.Ру" побеседовала с доктором физико-математических наук, сотрудником Математического института РАН Анатолием Верхозиным.

Преимущество квантовых компьютеров перед современной электроникой очевидно. В то время как стандартные элементы памяти принимают значение равное "1" или "0", квантовые биты могут равняться обоим этим параметрам одновременно.

За счет большего количества состояний, которые может принимать квантовый бит - кубит, сокращается количество промежуточных операций при расчетах и ускоряется весь процесс вычислений.

При таких возможностях открываются новые горизонты для разработки криптографических программ и расчета сложных химических соединений, например фармацевтических препаратов.

Читайте также "Четвертый элемент обучит компьютер логике"

Однако в основе квантовых вычислений лежит принцип "спутывания", при котором два кванта на любом расстоянии остаются взаимосвязаны и могут влиять друг на друга.

Этот квантовый парадокс улучшает управление системой и в тоже время усложняет процесс постановки задач.

В результате человеку очень сложно задавать команды кубитам, которые подвержены не только его влиянию, но и другим внешним факторам.

Ученые учатся управлять квантовым компьютером
Ученые учатся управлять квантовым компьютером

Поэтому создание подконтрольного оператора квантового процессора стало одной из главнейших задач перед учеными.

Физики из Национального института стандартов и технологий США первыми создали систему квантовых вычислений, в которых пользователь не только контролирует вводные данные расчетов, но и получает достаточно корректные результаты операций.

Для этого инженеры НИСТ использовали систему из двух специально откалиброванных лазеров.

Пульсирование первого задавало направление и скорость вращения ионов бериллия в корпусе квантового компьютера, что позволяло им сохранять результаты вычисления.

Второй лазерный луч, который был настроен на минимальное воздействие на частицы, считывал информацию с ионов бериллия и возвращал ее оператору для интерпретации.

Проведенные ранее исследования показали, что квантовый компьютер всего из двух кубитов может производить множество вычислительных операций-программ. Ученые НИСТ проверили на своем прототипе только 160 из них, прогнав каждую по 900 раз.

К сожалению, управляемость нового квантового компьютера оставляет желать лучшего – его точность приема-передачи информации составляет всего 79,1 процента.

Для того же, чтобы говорить о готовом промышленном прототипе квантовой вычислительной машины, необходимо поднять этот параметр до 99,99 процента.

Смотрите фоторепортажи в разделе "Наука и история"

Ученые учатся управлять квантовым компьютером
Ученые учатся управлять квантовым компьютером
Но американские исследователи не сдаются – они уверены, что смогут добиться лучших результатов за счет оптимизации лазеров и усовершенствования аппаратной части устройства.

С тем, что управляемость является необходимым критерием при создании квантового компьютера, соглашается и собеседник "Правды.Ру" – доктор физико-математических наук, сотрудник Математического института имени В.А.Стеклова Анатолий Верхозин.

"Для того чтобы говорить о квантовых компьютерах, надо понять – что же они из себя представляют.

В отличие от классической модели, где каждый элемент имеет свое строгое двоичное состояние – "единицу" или "ноль", кубит квантового компьютера может включать в себя эти и промежуточные значения.

Изменяя классическую модель командой, мы меняем ее состояние и получаем результат вычисления. То же самое происходит и с кубитом, с той лишь разницей, что в нем изменяются одновременно все данные.

Но отсутствие управляемости и высокая чувствительность кубитов к изменению внешней среды тормозят развитие этого вида техники.

Именно поэтому очень важно создать точный и подконтрольный оператору квантовый компьютер. Ведь теоретическая основа квантовой информатики уже проработана.

Работы уже ведут несколько научных учреждений в мире. Они обмениваются результатами, что позволяет каждому коллективу учиться на чужих ошибках и двигаться вперед. Такое взаимодействие оказывает положительный эффект на развитие квантовой информатики в целом.

И не исключено, что в ближайшие два-три года мы увидим первый по-настоящему рабочий квантовый компьютер, который удивит всех и развеет все сомнения в его необходимости".

Читайте также на "Правде.Ру"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
Болгария предложила России отремонтировать 15 "МиГов"
Яков Кедми: Почему русские скрывают свою историю
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны
Посол Польши на Украине: Россия — наш общий враг
Посол Польши на Украине: Россия — наш общий враг
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны
Мельница мифов: медицинские заблуждения
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
Комбриг ВСУ приказал убить своего зама — вовремя не поздравил
Максим Шевченко: "Они предпримут все попытки сорвать ЧМ-2018"
Намек президента: кому и о чем напомнил Путин в Хмеймиме
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны
МИД России озвучило позицию по Иерусалиму
Пиратский захват: Луна не станет новым штатом США
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
Большинству российских спортсменов не нужен флаг страны

Русская эскадра - не просто набор слов. Это историческое название последнего соединения кораблей и судов Императорского флота России. Именно она эвакуировала из Крыма армию генерала Врангеля и гражданское население. Беженцев приняла Франция, предоставив эскадре стоянку в Тунисе, в городе Бизерта. Судьбы большинства беженцев поистине трагичны…

Последнее пристанище Русской эскадры