Учёные собрали простейший квантовый компьютер

Учёные собрали простейший квантовый компьютер

Мы уже неоднократно писали о попытках учёных приблизить создание принципиально новых квантовых компьютеров, в которых информация будет передаваться с помощью фотонов. И вот сразу четыре отдельные команды исследователей сделали ещё один небольшой шаг в этом направлении. Они представили простую и пока сильно ограниченную модель квантовых вычислений, которая в будущем может оставить обыкновенные компьютеры далеко позади.

Две работы (1 и 2) опубликованы в журнале Science, ещё две пока не одобрены к публикации в научных журналах и находятся в архиве препринтов Корнельского университета.

Информация в квантовых системах закодирована в поляризации фотонов. Если в обычном компьютере единица информации может кодировать только одно значение — "единица" или "ноль", то фотон может нести оба значения одновременно, имея сразу и горизонтальную, и вертикальную поляризацию. Это позволяет существенно увеличить производительность и решать проблемы, которые поставят в тупик любой современный компьютер. Ведь вычисления в таких системах можно проводить одновременно, а не поочерёдно.

Четыре группы физиков из Великобритании, Австралии, Италии и Австрии независимо разработали устройство, которое использует явление "бозонной выборки". Оно представляют собой сеть оптоволоконных путей на микрочипе, которая имеет несколько входов и выходов.

Отдельные фотоны запускаются в лабиринт, где на перекрёстках они проходят через систему зеркал светоделителей, которые — пятьдесят на пятьдесят - либо отражают фотон, либо позволяют ему пройти. До выхода из лабиринта каждый фотон трижды сталкивается со светоделителем.

Из-за сложной квантовой природы сделать расчёт, из какого именно выхода появится фотон, очень тяжело, даже если в систему запущена всего одна частица. А если увеличить количество возможных путей в лабиринте и запустить туда одновременно несколько фотонов, сделать прогноз будет ещё сложнее. Ведь вдобавок ко всему частицы начнут взаимодействовать между собой. Даже если их каждый раз запускать в одни и те же входы, они будут постоянно появляться из разных выходов.По сути, эта модель является физическим воплощением математической функции, называемой перманентом матрицы.

Смоделировать решение задачи на обычном компьютере можно до тех пор, пока лабиринт небольшой и по нему путешествуют лишь несколько фотонов. Но если увеличить число фотонов и возможных путей всего в несколько раз, то такие расчёты станут непосильны даже для самых мощных машин современности.

Поэтому физики предлагают не вычислять результат, а просто измерить его. На выходе из лабиринта установлены детекторы, которые обнаруживают частицы после каждого запуска и выявляют вероятность их появления для каждого выхода.

Таким образом, устройство представляет собой простейший квантовый компьютер, правда, пока заточенный под решение одной единственной задачи – расчёта перманента матрицы.

Учёные подчёркивают, что основная задача их исследования состояла в том, чтобы продемонстрировать принципиальную возможность использования фотонных устройств для решения задач. Однако они надеются, что в будущем подобные технологии приведут к созданию абсолютно нового типа устройств, которые вытеснят компьютеры в современном понимании этого слова.

Также по теме: Создан первый в мире квантовый маршрутизатор Создан квантовый компьютер в алмазе Физики впервые получили квантовую спутанность двух алмазов при комнатной температуре 

vesti.ru

Похожие новости:
Японцы создают компьютер для разработки лекарств против рака
Специалисты из японского Института физико-химических исследований (RIKEN) планируют построить самый быстрый в мире суперкомпьютер, который позволит разрабатывать препараты для борьбы с раком, сообщает во вторник японское издание Japan Daily Press.Компьютер будет использоваться для анализа структуры белков. Новая ..
2014-01-14 1814 0 Технология
0
Ученые создали ионный кристалл как мощнейший компьютер
 Международная группа ученых из Австралии, США и ЮАР добилась революционного прорыва в компьютерной технике, создав ионный кристалл, способный работать как супермощный квантовый компьютер. Как рассказал сегодня один из участников проекта Майкл Бирсик из университета Сиднея, созданное "устройство" представляет собой ..
2012-04-26 2672 0 Технология
0
Cоздан первый в мире алгоритм для ДНК-компьютера
Российские ученые создали алгоритм, который позволит созданному в будущем ДНК-компьютеру составлять учебные расписания - одну из непосильных задач для современной техники. Отметим, что речь идет о биохимическом компьютере, который появится в ближайшем будущем. Алгоритм, созданный учеными из Санкт-Петербурга под руководством ..
2014-03-17 1477 0 Технология
0
Учёным удалось закодировать изображение на биологическом компьютере
Биологами из Израиля и США впервые получено изображение, созданное при помощи ДНК-кодирования. На одном ДНК-чипе учёные спрятали две картинки, дешифровкой которых занимались специально сконструированные молекулы. В широком смысле биологическим компьютером можно считать любой живой организм, однако в данном ..
2012-02-11 1959 0 Технология
0
3D-принтер будет кормить американских солдат
По заказу Пентагона группа инженеров Массачусетского технологичного института работает над созданием пищевого 3D-принтера для приготовления еды в полевых условиях. Технические детали проекта принтера для нужд армии США пока не разглашаются, но по своему принципу работы он будет похож на другие 3D-принтеры. Предполагается, что оператор такой ..
2014-08-11 1959 0 Технология
0
Ученые превратили простую бумагу в сенсорный дисплей
Стало возможным одним движением пальца, как на экране планшета, переносить информацию из книг и журналов в компьютер и наоборот. Разработчики из японской компании Fujitsu предложили объединить простую бумагу и сенсорный дисплей при помощи сравнительно простой технологии. Устройство состоит из обычной ..
2013-04-18 1451 0 Технология
0
Ноутбук VivoBook E403SA-US21 компании Asus поступил в продажу
Любое компьютерное устройство, будь то ноутбук, компьютер или любое другое устройств, со временем нуждается в ремонте или, хотя бы, в профилактической чистке. Проводить такие процедуры, как установку программного обеспечения, настройку связи Wi-Fi, ремонт компьютеров киев, чистку систем ..
2016-03-21 2149 0 Технология
1
Люди смогут набирать текст силой мысли
Современный мир не стоит на месте, появляется все больше технологий, устройств, позволяющих упростить жизнь человечества. Кто-то создает плавающие автомобили, кто-то разрабатывает новые лекарства, а ученые из США разработали систему, позволяющую писать текст силой мысли. Американский ученый Джонатан Уолпу ..
2014-11-16 1738 0 Технология
0
Мозги обезьян впервые объединили в живой компьютер
Ученым впервые удалось соединить мозги нескольких обезьян в живой компьютер, способный выполнять задачи и решать проблемы. Если таким же образом получится объединять усилия мозга нескольких человек, представители Homo sapiens смогут как минимум передавать абстрактные ..
2015-07-11 2434 0 Технология
0
Тест на интеллект. Или  как видит мир искусственный  интеллект?
 Новое изобретение компании Google, нейронная сеть под названием Deep Dream, совсем недавно завоевала интернет своей способностью транслировать изображения в видения. Сегодня разработчики за Стэндфорда продемонстрировали разработку NeuralTalk.  Искусственный интеллект для начала научили различать лица людей ..
2015-07-17 3996 0 Технология
0
Гарнитура Oculus Rift и хороший компьютер от Apple
Являясь счастливым обладателем ноутбука MacBook Pro или обладая профессиональным настольным компьютером Mac Pro (самым мощным из серии Mac производства компании Apple), вероятнее всего вы уверены в том, что ваше компьютерное устройство близко к совершенству.Разработчики компании Oculus VR (которая принадлежит Facebook), создавшие ..
2016-03-05 1253 0 Технология
0
Создан квантовый компьютер в алмазе
Учёные использовали алмаз для того, чтобы изготовить квантовый компьютер. Прежним попыткам создания подобного вычислительного устройства мешало воздействие внешней среды, искажающее вычисления. Теперь же физики из Нидерландов и США нашли решение этой проблемы. Алмаз начал использоваться для квантовых ..
2012-04-9 2796 0 Технология
0
Первый протез, управляемый силой мысли
На встрече, посвященной разработкам в области био-кибернетических технологий, организованной Общественным движением «Россия 2045» (http://2045.ru), был представлен один из самых совершенных в мире бионических протезов рук BeBionic 3. Обладатель уникального высокотехнологичного протеза Найджел Экланд, потерявший руку 6 лет назад в результате ..
2013-08-8 5172 0 Технология
0
В продаже появится таблетка, заменяющая врача
«Умный» чип подскажет, как правильно принимать лекарства.Таблетка, заменяющая врача,появится в аптеках Великобритании в сентябре этого года.Как сообщает Meddaily.ru со ссылкой на The Telegraph , «умная» таблетка представляет собой микроскопический чип, который подскажет пациенту, как правильно принимать лекарства.Через пластырь-приемник, крепящийся ..
2012-01-18 1694 0 Технология
0
Компьютер сумел отличить улыбку от усмешки
Инженеры из Массачусетского технологического института создали алгоритм, способный отличить счастливую улыбку от усмешки, вызванной неожиданной неприятностью. Разработанный алгоритм способен справляться с этой задачей даже лучше, чем люди. Работа опубликована в журнале IEEE Transactions on Affective Computing, ее краткое ..
2012-05-25 1207 0 Технология
0