В Китаї створили штучну “електронну шкіру”, що змінює колір
31 Липня , 2017
На Місяці повно води?
1 Серпня , 2017

“Різнокольорові” фотони – революція в галузі квантових обчислень

Незважаючи на велику кількість досліджень в галузі квантових обчислень, універсальні квантові комп’ютери так і продовжують залишатись виключно теоретичним поняттям. Нагадаємо нашим читачам, що основою будь-якого квантового комп’ютера або комунікаційної системи є квантові біти, які називаються кубітами. Кубіти відрізняються від традиційних бітів тим, що вони можуть, крім двох основних станів, 1 або 0, перебувати в третьому стані – у стані суперпозиції, коли значення кубіта одно одночасно 1 і 0. Це, в свою чергу, дозволяє за допомогою одного кубіта виконувати дві паралельних обчислювальних операції.
Об’єднання окремих кубітів в обчислювальну систему здійснюється за допомогою явища квантової заплутаності. При цьому, система з двох кубітів вже здатна виконувати чотири паралельних операції, а система з трьох кубітів – вісім. А система, кількість кубітів в якій обчислюється вже десятками, здатна виробляти обчислення набагато швидше, ніж традиційні комп’ютери.
Проте, стан суперпозиції і явище квантової заплутаності являють собою надзвичайно крихкі речі, що руйнуються при найменшому впливі на них ззовні. І вчені з інституту INRS (Institut national de la recherche scientifique), Канада, запропонували дуже цікаву і перспективну альтернативу кубітам – багатовимірні квантові біти (quDit), засновані на використанні “різнокольорових” фотонів світла. Більше того, ці дослідники створили квантовий чіп, на якому були створені два quDit-а, за допомогою якого були проведені дослідження цієї нової квантової технології.
На поверхні квантового чіпа розташований оптичний резонатор, в який запускаються два заплутаних фотони світла. Кожен з фотонів може мати 10 основних квантових станів, що визначаються його довжиною хвилі (кольором) і перебувати в стані суперпозиції, в якому він може бути червоним І зеленим І синім І жовтим одночасно. Ці кольори були наведені умовно, так як на практиці використовувались фотони інфрачервоного діапазону.
Таким чином, кожен з “різнокольорових” фотонів здатний знаходитись в 100 різних станах, а система з двох таких фотонів, quDit-ів, по продуктивності (кількості виконуваних нею паралельних операцій) еквівалентна системі з 12 класичними заплутаними один з одним кубітами. “Нам вперше вдалось отримати досить простим способом багатовимірний квантовий стан” – розповідає Майкл Куес (Michael Kues), провідний дослідник, – “А нашим наступним завданням стане використання такої багатовимірної квантової системи для виконання практичних обчислень”.
І на закінчення слід зазначити, що у створеній канадськими вченими багатовимірній квантовій системі були використані тільки стандартні оптичні компоненти та інше наукове обладнання. А кристал квантового чіпа був виготовлений за допомогою звичайних технологій виготовлення напівпровідникового чіпа. Все це дозволяє сподіватись на те, що дана технологія зможе в буквальному сенсі зробити революцію в галузі квантових обчислень, щоправда, на це може піти ще кілька років, які будуть витрачені вченими на доведення технології багатовимірних quDit-ів до рівня можливості їх практичного використання.

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: