Аспирант-физик создал крупнейший кластер квантовых систем

Сейдзи Армстронг, создатель рекордно крупного кластера квантовых систем

Сейдзи Армстронг, создатель рекордно крупного кластера квантовых систем
(фото The Australian National University).

Когда вы подбрасываете монетку, в воздухе она несёт информацию об обеих сторонах сразу, но когда вы на неё посмотрите, то получите информацию лишь об одной стороне

Когда вы подбрасываете монетку, в воздухе она несёт информацию об обеих сторонах сразу, но когда вы на неё посмотрите, то получите информацию лишь об одной стороне
(фото Jeff Golden/Flickr).

Сейдзи Армстронг, создатель рекордно крупного кластера квантовых систем
Когда вы подбрасываете монетку, в воздухе она несёт информацию об обеих сторонах сразу, но когда вы на неё посмотрите, то получите информацию лишь об одной стороне

Работа мощнейших вычислительных машин будущего — квантовых компьютеров − зависит от множества факторов. Один из них — это количество одновременно функционирующих квантовых систем. Учёные по всему миру работают над созданием так называемых квантовых кластеров, и самый крупный из них на сегодняшний день удалось создать аспиранту-физику из Австралийского национального университета Сейдзи Армстронгу (Seiji Armstrong).

Вместе с командой учёных из Токио Армстронг побил мировой рекорд: "Чем больше квантовых систем в кластере, тем мощнее будет компьютер. Ранее исследователям удавалось сосредоточить не более 14 таких систем, мы же подняли эту цифру до 10 тысяч", — рассказывает Армстронг.

Сейдзи Армстронг, создатель рекордно крупного кластера квантовых систем (фото The Australian National University).

Каждая из этих квантовых систем кодирует информацию в квантовые биты — кубиты. Они похожи на обычные единицы бинарного кода, но являются гораздо более функциональными, поскольку один и тот же бит может быть "единицей" и "нулём" одновременно.

"Представьте себе, что держите в руках монетку. У неё две стороны — орёл и решка. Когда вы подбрасываете её, в воздухе монетка несёт информацию об обеих сторонах сразу, но, когда она упадёт на вашу руку, и вы на неё посмотрите, то получите информацию лишь об одной стороне. Приблизительно по такому же принципу функционируют и кубиты — вы не знаете, в каком состоянии они находятся до тех пор, пока не измерите их", — поясняет Армстронг в пресс-релизе.

В действительности всё немного сложнее. Способность частицы быть сразу в двух или нескольких состояниях одновременно называется квантовой суперпозицией.

Организация большого числа кубитов в кластере позволяет достичь огромной вычислительной мощности компьютера. По словам Армстронга, потенциальных применений его достижению может быть масса. Исследователи говорят, что квантовые кластеры можно использовать для строительства сетей квантовой связи с очень быстрыми, но в то же время очень безопасными и мощными линиями электропередачи.

Когда вы подбрасываете монетку, в воздухе она несёт информацию об обеих сторонах сразу, но когда вы на неё посмотрите, то получите информацию лишь об одной стороне (фото Jeff Golden/Flickr).

"На обычном компьютере на 1000 бит вы сможете решать ряд простейших задач. Квантовый компьютер на 1000 кубит справится с такими вычислениями, которые обычным компьютерам, даже самым мощным, просто не под силу", — рассказывает Армстронг.

Талантливый аспирант начал работу над своим проектом, когда прибыл в Токийский университет, получив стипендию от премьер-министра страны. Исследовательской группой руководит эксперт в области квантовой оптики Акира Фурусава (Akira Furusawa).

Результаты исследования физики изложили в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

Также по теме:
Квантовое состояние при комнатной температуре удержали 39 минут
Немцы соорудили первую простейшую квантовую сеть
Создан квантовый компьютер в алмазе
Движение света по спирали увеличит пропускную способность Интернета
Физикам удалось обнаружить фотоны, не изменив их свойства