Menu

Дефекти кристалічної гратки алмазу дозволили створити "блестающий" квантовий комп'ютер.

Дефекты кристаллической решетки алмаза позволили создать "блестающий" квантовый компьютер.



Команда вчених, використовуючи дефекти кристалічної гратки алмазу, створила перший мульти-кубитовый квантовий комп'ютер з системою захисту від декогеренции, явища, обумовленого зв'язком квантової системи з навколишнім середовищем, свого роду шуму, що перешкоджає нормальній роботі квантового процесора. У новому квантовому комп'ютері були присутні два квантових бітів, кубіта, в ролі першого з них виступав спін обертання ядра атома домішки, азоту, а в ролі другого кубіта виступав спін електрона, що обертається навколо ще одного атома домішки.

Електрони володіють меншою масою і рухаються значно швидше ядер атомів будь-якого речовини, з їх допомогою "електронних" кубітів можна виконувати квантові обчислення значно швидше. Але електрони сильніше схильні до впливу явища декогеренции, ніж масивні ядра атомів. Тому вченим довелося розробити цілу систему захисту від впливу декогеренции, яка формувала імпульс мікрохвильового випромінювання певної тривалості і форми. Цей імпульс служить для перемикання і вирівнювання напрямку обертання електрона, захищаючи кубіт від шуму навколишнього середовища. Крім усього іншого алмазний квантовий комп'ютер працює при кімнатній температурі на відміну від інших квантових обчислювальних систем, що функціонують при температурах, близьких до абсолютного нуля.

Вчені змогли продемонструвати, що їх квантова система, одягнена в алмазне оточення, є дійсним квантовим комп'ютером і здатна виробляти квантові обчислення. За допомогою цієї системи їм вдалося реалізувати квантовий алгоритм пошуку Гровера, який на звичайних обчислювальних системах вирішується з допомогою звичайного перебору. З двома кубітами квантового комп'ютера завдання було всього чотири варіанти перебору. У звичайних випадках на розв'язок задачі витрачається в середньому по дві спроби, але квантовий комп'ютер робив правильний вибір з першої спроби в 95 відсотках випадків, чого цілком достатньо для демонстрації того, що обчислення проводяться квантовими способами.

До складу команди, яка створила алмазний квантовий комп'ютер, входили вчені Південно-Каліфорнійського університету, Технологічного університету Дельфта, університету штату Айова, і Каліфорнійського університету Санта-Барбара.

|