Россия сделала шаг к квантовым компьютерам

Россия сделала шаг к квантовым компьютерам

С тех пор как в 1980-м году известным советским математиком Ю.И. Маниным была высказана идея квантовых вычислений, в этом направлении ведутся активные работы, ведь создание квантовых компьютеров сулит существенный прогресс в вычислительной технике. По некоторым оценкам вычислительные возможности одного такого устройства могут превосходить все современные компьютеры мира, вместе взятые. Однако, несмотря на создание еще в 2001 году первого прототипа, полноценный квантовый компьютер до сих пор не создан. Для этого нужны как дальнейшее развитие квантовой теории в области многих частиц, так и работы по созданию необходимой элементной базы.

В первую очередь речь идет о создании базового элемента для хранения информации в таком компьютере – кубите. Это название произошло от словосочетания «квантовый бит» (по-английски: quantum bit). В квантовом компьютере он играет ту же роль, что и бит в обычном компьютере. Однако бит может принимать (хранить) только два значения, которые традиционно обозначают 0 и 1. В отличие от бита кубит допускает не только два собственных состояния, но и их суперпозицию, сумму в определенных пропорциях. В результате количество состояний кубита бесконечно, что и определяет возможности квантового устройства по обработке информации. Компьютер из нескольких тысяч кубитов может легко превзойти мощнейшие современные суперкомпьютеры в решении целого ряда вычислительных задач.

В роли кубитов могут выступать атомы или электроны, в этом случае данные кодируются их спином. Однако такие кубиты крайне неустойчивы к внешним воздействиям, их состояние легко разрушается из-за внешних «шумов», процедура считывания и записи информации на них крайне сложна, как и ловушки, которые используются для их хранения.

Еще в начале 2000-х годов ученые обнаружили, что можно создавать «искусственные атомы», которые ведут себя в соответствии с законами квантовой физики, но значительно проще в использовании. Одним из самых перспективных таких объектов признан джозефсоновский контакт, который представляет собой два сверхпроводника, разделенных тонким слоем несверхпроводящего материала, которым может быть диэлектрик или проводник. Электроны тока, порождаемого в сверхпроводнике, благодаря туннельному эффекту проходят через этот слой, даже если он диэлектрический, т.е ток не проводит. Этим током достаточно легко управлять магнитным полем. Кубиты, построенные из нескольких джозефсоновских контактов, ведут себя как атомы. Они могут находиться в основном и возбужденном состоянии, излучать и поглощать фотоны. Такие кубиты могут быть созданы с помощью существующих методов литографии, на которых основано современное производство микросхем.

Над созданием работоспособных кубитов успешно работают в целом ряде ведущих стран мира. В России это стратегическое направление науки традиционно было представлено слабо. Но сейчас успех пришел и к россиянам. Его удалось достичь при объединении усилий сразу нескольких ведущих российских научных организаций. Ученые Российского квантового центра, МФТИ (Лаборатория искусственных квантовых систем при участии Технологического центра), МИСиС и ИФТТ РАН создали первые в России образцы работающих сверхпроводящих кубитов. Работы велись под руководством Олега Астафьева (со стороны МФТИ), Алексея Устинова (со стороны РКЦ) и Валерия Рязанова (со стороны ИФТТ).

Созданные россиянами кубиты состоят из четырех джозефсоновских контактов на «петле» размером в один микрон. Контакты состоят из алюминиевых полосок, разделенных слоем диэлектрика (оксида алюминия) толщиной около 2 нанометров. Ученые прозондировали устройство микроволновым излучением и определили, что его свойства соответствуют заданным параметрам.

Это событие может рассматриваться как прорыв в области российских квантовых технологий. Развитие таких технологий и методов контроля единичных квантовых систем, открывает перспективу создания принципиально новых приборов и устройств на основе сверхпроводниковых элементов. Сами ученые так прокомментировали свое открытие:

«Это важный шаг, необходимый для создания квантовых вычислительных устройств, которые в будущем произведут революцию в области вычислительной техники», – сказал генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов.

«Мы создали инструмент, средство для проведения дальнейших исследований в области квантовых вычислений. С его помощью мы сможем достичь научных результатов, которые пока не получал никто в мире», – отметил Олег Астафьев.

«Наша работа свидетельствует, что в России теперь есть технологии и команды ученых, которые могут включиться в мировую гонку построения квантовых компьютеров», – добавил Алексей Устинов.

Newsland.ru

Похожие новости:
Samsung запатентовал планшет с гибким экраном
На прошлой неделе управление по товарным знакам и патентам США предоставило компании Samsung Electronics несколько патентов, два из которых имеют прямое отношение к планшетным компьютерам, пишет worldofpads.ru. Первый патент (D682,264) описывает «планшетный компьютер» с ручкой для транспортировки и защитной крышкой-чехлом, которая ..
2013-05-27 2611 0 Электроника
0
Планшеты становятся популярнее компьютеров
Планшетные ПК становятся все популярнее и популярнее, что согласно аналитического агентства Gartner можно спрогнозировать безумный рост продаж этих устройств. Правомерно ли загадывать на столь длительную перспективу — пока не ясно, но сегодня отрицать очевидные вещи невозможно — покупатели ..
2012-11-12 1842 0 Электроника
0
Тим Кук анонсировал новый компьютер Apple
Генеральный директор Apple Тим Кук в письме сотрудникам компании рассказал, что корпорация готовит к выпуску настольный компьютер, и этот сегмент имеет большое значение. Послание было опубликовано на портале TechCrunch.«Некоторые представители СМИ ставят под вопрос нашу приверженность настольным компьютерам. И чтобы ..
2016-12-23 5111 0 Электроника
0
Названы минимальные требования Windows 10 к ПК
Компания Microsoft недавно перечислила требования к персональным компьютерам (ПК), которые смогут работать на новой версии операционной системы (ОС) Windows 10. На сайте Microsoft сообщается, что ОС Windows 10 появится 29 июля. Пользователи устройств на Windows 8.1 и Windows 7 смогут обновить ..
2015-07-25 5799 0 Электроника
1
Компания LG анонсировала новый смартфон
Компания LG показало свою новую разработку – LTE-устройство под названием Optimus Vu. Данный новый смартфон, который имеет IPS-дисплей, а также использует технологию LG LTE, представляет собой отличное сочетание портативности и высококачественного изображения, свойственного планшетным компьютерам.Устройство имеет ..
2012-02-27 1811 0 Электроника
0
Планшеты отвоёвывают рынок у ПК
Рост количества проданных планшетов в последнем квартале 2012 года превысил самые радужные прогнозы. В общей сложности 43,22 миллионов планшетов были проданы в период с октября по декабрь, что на 63 процента больше предыдущего квартала и на 100,3 процента превышает цифры ..
2013-02-7 1651 0 Электроника
0
USB-девайсы: тупик развития или светлое будущее
Мышка, флешка и безделушка. Вот и все этапы эволюции устройств, которые подключаются к персональным компьютерам. Огромное количество USB-гаджетов забавны и эффектны, но совершенно бесполезны. Впрочем, сегодня мир находится в начале нового витка USB-изобретений.Источник: utro-russia.ru ..
2012-04-11 1594 0 Электроника
0
Ультрабуки вступят в бой с планшетами за российский рынок
По мнению вице-президента Intel Мули Идена, новые возможности наделяют ультрабуки развлекательными возможностями планшетов - при сохранении преимуществ, свойственных персональным компьютерам. На рынке ноутбуков появится более 75 новых моделей в сегменте ультрабуков - легких и производительных. Тем временем в России ..
2012-01-11 2051 0 Электроника
0
Планшеты продолжают наступать
Продажи планшетных компьютеров во всей Юго-Восточной Азии удвоились за последний год и достигли, по оценкам GfK Asia, 6,1 миллиона единиц. В докладе говорится, что на каждые четыре проданных ноутбука приходится три планшета. Это в очередной раз доказывает, что традиционные персональные компьютеры находятся под угрозой во всем мире, ..
2013-07-22 1693 0 Электроника
0
"USB-презерватив" защитит от вирусов в случайных разъемах
Подключение своих смартфонов или планшетников к чужим USB-разъемам - дело опасное. Кто знает, какие вредоносные программы и трояны могут жить на малознакомом компьютере? Но иногда другого способа подзарядить "умирающий" гаджет просто нет, для таких случаев и создан "USB-презерватив". Новый гаджет ..
2013-09-18 1988 0 Электроника
0
Intel выпустила новое поколение процессоров с "3D-транзисторами"
Компания Intel приступила к поставкам нового семейства микропроцессоров под кодовым названием Ivy Bridge. Эти чипы изготавливаются по 22-нанометровому техпроцессу и за счет применения "трехмерной" структуры транзисторов (технология Tri-Gate) на 20% мощнее, чем 32-нанометровые Sandy Bridge. Они также потребляют на 20% меньше энергии, передает ..
2012-04-23 2751 0 Электроника
0
Amazon планирует выпуск двух 7-дюймовых Kindle Fire
Уже давно ходят слухи, что Amazon собирается выпустить большую 10-дюймовую версию планшета Kindle Fire в этом году. Несмотря на то, что Amazon до сих пор не подтвердила эти слухи, она сделала официальное заявление, утверждая, что вместо 10-дюймового планшета Kindle Fire она готовит к выпуску две 7-дюймовые ..
2012-09-5 1779 0 Электроника
0
Sony сделала студенческую "читалку"
Компания Sony совместно с E Ink Holdings создала технологию "электронной бумаги" Mobius, которая отличатся повышенной прочностью и легкостью. Японцы хотят задействовать разработку в 13,3-дюймовом ридере, рассчитанном на студентов. Благодаря компактным габаритам (231 х 310 х 6,6 мм) аппарат уместится в рюкзаке и, несмотря на крупный ..
2013-05-15 1828 0 Электроника
0
Слух: Samsung выпустит улучшенную версию Galaxy S III
В преддверии выхода Galaxy S IV Samsung, вероятно, выпустит улучшенную версию Galaxy S III. Обновленный прошлогодний флагман получит более емкую батарею, беспроводную зарядку и улучшенный дисплей. Samsung нередко выпускает обновленные версии своих флагманов. Мир уже видел Galaxy ..
2013-03-14 2218 0 Электроника
0
Qualcomm открыла дорогу к 4K-дисплеям на смартфонах
Компания Qualcomm анонсировала мобильный процессор Snapdragon 805, в котором предусмотрена поддержка разрешения Ultra HD на системном уровне. Так, новейший чип позволит производителям оборудовать смартфоны и планшетники 4K-экранами (3840х2160). В состав Snapdragon 805 включен Adreno 420 GPU, у которого скорость ..
2013-11-21 1580 0 Электроника
0