Світ на порозі революції: створено перший "багаторівневий" квантовий комп'ютер

Вченим в Австрії вдалося вдосконалити квантовий комп’ютер та створити першу у світі універсальну квантову обчислювальну машину, яка побудована на базі кудитів – так називають багаторівневі квантові біти.

Таке повідомлення розповсюдила прес-служба Інсбруцького університету, пише журнал Nature Physics.

Суть відкриття – у тому, що більшість існуючих квантових комп’ютерів є обчислювальними машинами, побудованими з використанням кубитів – квантових аналогів логічних бітів (штучних аналогів атома водню з двома енергетичними рівнями). Поряд із кубитами існують кудити — складніші квантові осередки пам’яті — кутрити та кукварди — структури з трьома чи чотирма рівнями.

Теоретично кутрити і куквадри дозволяють обробляти більше даних при меншій кількості частинок, але при цьому ними значно складніше маніпулювати і зв’язувати один з одним.

Тому дослідники вирішили вперше використати кудити на базі іонів кальцію – такий хід дозволив створити універсальну квантову обчислювальну машину, яка в рази збільшить швидкість обчислень.

У такій машині кожен з кудитів має вісім добре помітних енергетичних рівнів, сім з яких фізики навчилися використовувати для проведення обчислень.

А якщо помістити іон кальцію в магнітно-електричну пастку, підсвітивши його за допомогою лазера, можна маніпулювати властивостями енергетичних рівнів.

Саме ця ідея допомогла створити два прототипи універсального квантового комп’ютера, побудованого на базі трьох та десяти кудитів. Такий комп’ютер здатний виконувати всі логічні операції, доступні для кубитних комп’ютерів, змінюючи кількість енергетичних рівнів, що використовуються в окремих кудитах.

За словами австрійських фізиків, поки що створені обчислювальні машини роблять багато випадкових помилок при роботі, проте найближчим часом вчені планують значно знизити їх кількість. Цього, зокрема, можна буде досягти за допомогою використання потужніших магнітів і високочастотних пасток для утримання іонів кальцію.

Нагадаємо, раніше вчені зробили не менш важливе відкриття, розповівши про те, яка форма життя може вижити на Червоній планеті.