Ученые из NIST, используя микроволновое излучение, впервые запутали на квантовом уровне два иона
Область квантовых вычислений и создание полностью функционального квантового компьютера, размерами не с целое здание, а с размерами, сопоставимыми с обычными компьютерами, находятся еще в туманном будущем. Но специалисты из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), вделали еще один большой шаг к реализации малогабаритных квантовых вычислительных устройств. Впервые, физикам удалось запутать на квантовом уровне два иона вещества, используя мощное микроволновое излучение, а не лучи лазеров, как это делалось ранее в большинстве экспериментов.
В теории, квантовые компьютеры будут использовать уникальные свойства квантового мира и законы квантовой механики для решения вычислительных задач, требующих огромного количества вычислений, таких задач, которые не по зубам даже самым мощным современным суперкомпьютерам. Но для реализации таких чудо-компьютеров сначала надо реализовать технологии, позволяющие осуществить полный контроль над частицами, которые будут играть роль квантовых битов или кубитов, квантовых аналогов современных электронных битов, являющихся основой всей цифровой информации на земном шаре.
Ионы различных веществ являются более подходящими кандидатами для использования их в качестве кубитов. Использование фотонов света или субатомных частиц для этой роли является проблематичным вследствие необходимости применять для контроля этих частиц особые методы, в то время, как для управления более массивными и большими ионами требуются более простые технологии. Поэтому технология управления ионами с помощью микроволновых лучей, вследствие которой они становятся запутанными на квантовом уровне, имеет огромное значение для развития области квантовых вычислений.
Микроволновое излучение широко используется в настоящее время в радиосвязи, в быту, вспомните привычные всем микроволновые печи, и во многих других областях. Поэтому технология управления ионами, реализованная с помощью микроволновых лучей, проста, понятна и недорога. И хотя ученым еще требуется использование в установке ультрафиолетового лазера для охлаждения ионов и измерения их квантового состояния, этот лазер является маломощным лазером, размеры которого не превышают размеры лазеров, используемых в CD или DVD-проигрывателях.
Остальные использованные технологии так же не блещут громоздкостью и большими габаритам. По словам представителей NIST их установка, оперирующая на квантовом уровне ионами, занимает в десять раз меньше места, чем лазерная установка, размером с комнату, которая проводит те же самые манипуляции с фотонами света. Поскольку данная технология будет развиваться и далее, то, вполне возможно, что на основе этой технологии когда-то будут созданы квантовые вычислительные устройства, размером со смартфон или планшетный компьютер.
Конечно, впереди еще долгий путь перед тем, как микроволновые технологии опередят лазерные технологии в области квантовых вычислений, если это вообще произойдет. Но уверенность в этом повышает тот факт, что используя микроволновое излучение, ученые NIST держали ионы вещества в состоянии квантовой запутанности около 76% времени эксперимента, в то время как подобный показатель лучших лазерных систем не превышает значения в 1%.
Советуем к прочтению:
Отключение сети EDGE в телефоне
Основой ноутбука Dell Sputnik 3 служит процессор Intel Haswell и ОС Ubuntu