Мир на пороге революции: создан первый "многоуровневый" квантовый компьютер

Ученым в Австрии удалось усовершенствовать квантовый компьютер и создать первую в мире универсальную квантовую вычислительную машину, которая построена на базе кудитов – так называются многоуровневые квантовые биты.

Такое сообщение распространила пресс-служба Инсбрукского университета, пишет журнал Nature Physics.

Суть открытия – в том, что большинство существующих квантовых компьютеров являются вычислительными машинами, построенными на базе так называемых кубитов – квантовых аналогов логических битов (искусственных аналогов атома водорода с двумя энергетическими уровнями). Наряду с кубитами существуют кудиты — более сложные квантовые ячейки памяти — кутриты и куквадры – структуры с тремя или четырьмя уровнями.

В теории кутриты и куквадры позволяют обрабатывать больше данных при меньшем количестве частиц, но при этом ими значительно сложнее манипулировать и связывать друг с другом.

Поэтому исследователи решили впервые использовать кудиты на базе ионов кальция – такой ход позволил создать универсальную квантовую вычислительную машину, которая в разы увеличит скорость вычислений.

В такой машине каждый из кудитов обладает восемью хорошо различимыми энергетическими уровнями, семь из которых физики научились использовать для проведения вычислений.

А если поместить ион кальция в магнитно-электрическую ловушку, подсветив его при помощи лазера, то можно манипулировать свойствами энергетических уровней.

Именно эта идея помогла создать два прототипа универсального квантового компьютера, построенного на базе трех и десяти кудитов. Такой компьютер способен выполнять все логические операции, доступные для кубитных компьютеров, меняя число используемых энергетических уровней в отдельных кудитах.

По словам австрийских физиков, пока созданные вычислительные машины совершают много случайных ошибок при работе, однако в ближайшее время ученые планируют значительно снизить их количество. Этого, в частности, можно будет добиться, при помощи использования более мощных магнитов и высокочастотных ловушек для удержания ионов кальция.

Напомним, ранее ученые сделали не менее важное открытие, рассказав о том, какая форма жизни может выжить на Красной планете.