Квантовый компьютер: учёные совершают прорыв в разработке квантовой памяти

Группа учёных из Йельского университета (англ. Yale University) сделала ещё один важный шаг в квантовых вычислениях, сообщает informvest.com. Они разработали новый способ изменения квантового состояния фотонов элементарных частиц, которые как они надеются, будут использоваться для квантовой памяти.

Сегодняшние компьютеры хранят информацию в виде битов, где каждый бит имеет 1 или 0. Квантовый компьютер построен на квантовых битах или кубитах, которые могут хранить 1,0 или любую комбинацию 1 и 0 в одновременно. Например, кубит может быть на 90 процентов 0 и на 10 процентов 1.

Таким образом, персональные компьютеры могут делать простые вычисления, а квантовый компьютер, состоящий из множества кубитов, был бы в состоянии выполнить сложные вычисления, выходящие далеко за пределы самого мощного из сегодняшних суперкомпьютеров.

В квантовом компьютере, кубиты составят эквивалент процессору. Но, пользователь захочет получить своего рода квантовую память (RAM). Герхард Кирхмайер — один из исследователей Йельского университета, объясняет, что фотоны являются очень хорошим выбором для неё, поскольку они могут сохранять квантовое состояние в течение долгого времени и на большом расстоянии.

То, что разработала команда из Йельского университета, по сути является способом, позволяющим временно использовать фотоны для памяти, а затем возвращать их обратно в стабильное состояние.

Для этого исследователи воспользовались тем, что известно как Эффект Керра. Нормальный материал преломит свет или любое другое электромагнитное поле, независимо от того, сколько света попадёт на него. Квантовым состоянием фотонов в среде Керра можно легко управлять при помощи СВЧ-поля.

Но, всегда хранить эти фотоны памяти в среде Керра невозможно, таким образом, исследователи нашли способ создать вакуум внутри алюминиевого резонатора в среде Керра, путём соединения его с кубитом. Когда резонатор не связан, фотоны устойчивы. Когда резонатор соединён, фотоны становятся записываемыми.

Другие исследователи нашли более сложный способ изменения устойчивых фотонов, но Кирхмайер говорит, что их метод более прост и практичен.

Это лишь один из многих важных шагов, необходимых для того, чтобы сделать квантовые вычисления более практичными. В прошлом году, исследователи объявили о новом способе создания фотонов и других разработок.

Данное исследование было опубликовано в этом месяце в журнале «Nature».