Дослідники встановили світовий рекорд інновацій у квантових обчисленнях

Команда дослідників з Університету Техасу в Сан-Антоніо (UTSA) встановила світовий рекорд інновацій у квантових обчисленнях. Р. Тайлер Сазерленд, асистент професора в Коледжі наук відділу фізики та астрономії та Коледжі інженерії та інтегрованого дизайну відділу електротехніки, розробив нову теорію для рекордного експерименту.

Сазерленд має досвід роботи у сфері квантової оптики, і він здобув ступінь доктора філософії в Університеті Пердью. Потім він перейшов до Національної лабораторії Лоуренса Лівермора для постдокторських досліджень, і його робота включала експериментальні застосування для квантових комп’ютерів.

Світовий рекорд

Команда встановила світовий рекорд за найбільш точну заплутуючу брамку, яку коли-небудь демонстрували без лазерів. Заплутуюча брамка створює операцію над другим з двох кубітів, що залежить від стану першого.

Стаття, що описує нові досягнення в квантових обчисленнях, була опублікована в науковому журналі Nature. Її названо „Високоточне лазерне управління заплутаними кубітами“.

“Наприклад, якщо стан кубіта А дорівнює 0, заплутуюча брамка нічого не робить з кубітом Б, але якщо стан кубіта А дорівнює 1, то брамка перевертає стан кубіта Б з 0 на 1 або з 1 на 0”, – сказав він. “Назва походить від того факту, що це може створити квантову механічну властивість, звану „заплутуванням“ між кубітами.”

«Лазерні» заплутуючі брамки

За словами Сазерленда, квантові комп’ютери стають легшими у використанні та більш економічними, коли заплутуючі брамки роблять «лазерними». У порівнянні з десятками тисяч доларів, які коштує лазер, ціна інтегральної схеми значно нижча, і вона виконує ті самі дії.

“Методи лазерних брамок не мають недоліків розсіювання фотонів, енергії, вартості та калібрування, які зазвичай пов’язані з використанням лазерів”, – сказав Сазерленд. “Цей альтернативний метод брамок відповідає точності лазерів, використовуючи мікрохвильові радіочастоти, які є менш дорогими та легшими у калібруванні.”

Одним з багатьох революційних та перспективних застосувань квантових комп’ютерів є їхня здатність симулювати квантово-механічні процеси. Це може бути щось на кшталт хімічних реакцій, і це може експоненційно зменшити кількість експериментальних спроб і помилок, необхідних для вирішення певних проблем. Квантові комп’ютери можуть вирішувати деякі з найбільш складних завдань обчислень, і вони можуть робити це значно швидше, ніж класичні суперкомп’ютери.

“В широкому сенсі, мета моїх досліджень полягає у збільшенні контролю людини над квантовою механікою”, – сказав Сазерленд. “Надання людям влади над іншою частиною природи дає їм новий інструментарій. Що вони в кінцевому підсумку побудують з ним, залишається невизначеним.”