Новий квантовий комп’ютер розблоковує більшу обчислювальну потужність

Комп’ютери добре відомі тим, що працюють з двійковою інформацією, або нулями та одиницями, що призвело до того, що комп’ютери стали основою сучасного світу. Поточні квантові комп’ютери також розроблені для обробки двійкової інформації.

Мартін Рінгбауер – експериментальний фізик з Інсбрука, Австрія.

“Будівельні блоки квантових комп’ютерів, однак, складаються не тільки з нулів та одиниць”, – говорить Рінгбауер. “Обмеження їх двійковими системами перешкоджає цим пристроям повністю реалізувати свій потенціал”.

Розрахунки з квантовими цифрами

Дослідницька група під керівництвом Томаса Монца в Відділі експериментальної фізики Інсбрукського університету успішно розробила новий тип квантового комп’ютера, який може виконувати довільні розрахунки з квантовими цифрами, або квідами. Цій новий підхід дозволяє збільшити обчислювальну потужність за допомогою меншої кількості квантових частинок.

Дослідження було опубліковано в журналі Nature Physics.

Хоча метод зберігання інформації у вигляді нулів та одиниць не є дуже ефективним, він значно простіший за інші методи. Він також надійний і стійкий до помилок, що зробило його стандартом для класичних комп’ютерів протягом тривалого часу.

Унікальність квантових обчислень

Однак, все починає змінюватися, коли мова йде про квантові обчислення. Інсбрукський квантовий комп’ютер зберігає інформацію в окремих атомах кальцію, кожний з яких має вісім різних станів. Використовуються лише два з цих станів для зберігання інформації. Практично всі існуючі квантові комп’ютери мають доступ до більшої кількості квантових станів, ніж вони фактично використовують для обчислень.

Група фізиків створила квантовий комп’ютер, який може використовувати повний потенціал атомів за допомогою квід для обчислень. На відміну від класичного методу, новий метод, який використовує більше станів, не негативно впливає на надійність комп’ютера.

“Квантові системи природно мають більше двох станів, і ми показали, що можемо контролювати всі вони однаково добре”, – говорить Томас Монц.

Завдання, які вимагають квантових комп’ютерів, такі як проблеми фізики, матеріалознавства чи хімії, природно виражаються мовою квід. Якщо вони переписані для кубіт, вони часто стають надто складними для сучасних квантових комп’ютерів.

“Працювати з більш ніж нулями та одиницями природно не тільки для квантового комп’ютера, але й для його застосунків, що дозволяє нам розблокувати справжній потенціал квантових систем”, – говорить Мартін Рінгбауер.

Якщо вони переписані для кубіт, вони часто стають надто складними для сучасних квантових комп’ютерів. “Працювати з більш ніж нулями та одиницями природно не тільки для квантового комп’ютера, але й для його застосунків, що дозволяє нам розблокувати справжній потенціал квантових систем”, – говорить Мартін Рінгбауер.