Вычислить всё

Ионная ловушка внутри камеры для сверхвысокого вакуума© The Weizmann Institute of Science

Эксперт по исследованиям в области квантовых вычислений Рои Озери, профессор из Института Вейцмана (Реховот, Израиль), сообщил, что возглавляемая им исследовательская группа создала первый израильский квантовый компьютер. Озери и группа аспирантов в его университетской лаборатории несколько лет работали над различными элементами такого компьютера и последние два-три года потратили на сборку вычислительного устройства. Описание разработки опубликовано в PRX Quantum, рецензируемом журнале, издаваемом Американским физическим обществом (APS).

В настоящее время в мире создано почти три десятка квантовых компьютеров. Около 10 из них используют ионные ловушки, как и израильское вычислительное устройство. В нем применяется передовая технология, которая удерживает ионы в небольшом пространстве с помощью магнитных и/или электрических полей. Захваченные ионы могут составлять основу квантовых битов (кубитов) – основной единицы квантовой информации.

В то время как классические компьютеры выполняют логические операции на основе одного из двух устойчивых состояний, условно именуемых состояниями «1» или «0», квантовые компьютеры могут удерживать кубиты в «суперпозиции» – принципе квантовой механики, когда оба состояния присутствуют одновременно. Используя это свойство, можно работать со всеми ячейками памяти одновременно.

Имеет место также концепция «запутанности», когда пары кубитов существуют в одном квантовом состоянии. Квантовые компьютеры используют «запутанные» кубиты в своего рода квантовой цепочке, чтобы творить чудеса. Такие машины способны ускорять вычисления с применением специально разработанных квантовых алгоритмов – вот почему так много говорят о высоком потенциале этих устройств.