Quantum Computers: MIT и Харвард се доближават до "Quantum Simulator"

Квантовите компютри са свещеният граал на инженерството на 21-ви век, тъй като тяхната квантова странност би им позволила да държат информация и да решават проблемите, които са много по-сложни от всичко, което дори най-добрите суперкомпютри днес могат да обработват.

Както съобщават в сряда в две статии, публикувани в природа, изследователи от Харвард, Масачузетския технологичен институт и Университета в Мериленд не са създали достатъчно квантов компютър във всичките му качества, но са станали доста близки. Вместо това те са изградили така наречения квантов симулатор. Липсва почти безкрайната гъвкавост на квантовия компютър, но използва квантови принципи за решаване на много специфични проблеми.

И така, какво точно ще е необходимо за тази система да се счита за квантов компютър? Професорът от Харвард Михаил Лукин разказва за един от водещите доклади обратен въпросът е троен.

„Ще трябва да увеличим броя на наличните кубити, да подобрим кохерентността или да намалим грешката на тези кубити и да увеличим нивото на програмируемост на системата, за да може да решава по-голям брой проблеми“, казва той., Изследователите са успели да уловят и манипулират 51 отделни атома или кубити, за да създадат квантов симулатор. Това е най-големият набор от кубити, събирани някога за такъв симулатор. Вместо заредени йонни частици, изследователите са първите, които използват неутрални атоми с еднакви свойства. За разлика от йони, неутралните атоми не отблъскват. Това позволи да се събере такава голяма група кубити.

Кубитите са основните единици, които правят квантовото изчисление възможно. В стандартен компютър всички туитове, които въвеждате, се съхраняват като двоични или серия от нули или такива. В квантовия компютър данните се съхраняват в кубити, които могат да бъдат всичко от фотон, електрон или ядро.

Малко трябва да може да бъде едно или нула, а кубитът може да бъде едно и нула в същото време. Да, това е много нерешителен, но позволява на квантовите компютри да съхраняват експоненциално повече данни, отколкото двоичните машини. 51-те атома, които изследователите са успели да уловят, могат да представляват над 2 квадрилиона стойности. Позволявайки на учените да решават проблеми на оптимизацията като проблема с пътуващия търговец и да симулират явления на физиката, които иначе не биха могли.

"Тези взаимодействия които се изучават са квантово-механични по природа", казва Александър Кийзлинг. студент и съавтор на изследването в изявление. „Ако се опитате да симулирате тези системи на компютър, сте ограничени до много малки системни размери, а броят на параметрите е ограничен. Ако направите системите по-големи и по-големи, много бързо ще изчерпите паметта и изчислителната мощ, за да я симулирате на класически компютър. Начинът, по който това става, е всъщност да се изгради проблемът с частици, които следват същите правила като системата, която симулирате - затова го наричаме квантов симулатор."

- казва Лукин обратен няма времева рамка, когато квантовите компютри ще се превърнат в реалност, но това изследване, като даде на учените възможност да се забърква с неща, които са напълно извън сферата на компютрите, които използваме днес. Това отваря вратата за по-нататъшно разбиране на тънкостите на света, които живеем по съвсем нов начин.

Учените искат да построят квантов компютър с размера на футболно игрище.