DigitalArtSpace

Учёные из Австрии и Китая, объединившись в международную команду, разработали важный компонент для оптических квантовых компьютеров — новый вид квантового логического вентиля. Он обеспечивает возможность проведения вычислений с парами фотонов, которые одновременно существуют в четырёх различных квантовых состояниях и их сочетаниях.

Вместо того чтобы оперировать исключительно нулями и единицами, как это делают классические компьютеры, квантовые системы используют явление суперпозиции, позволяющее частице одновременно находиться в нескольких состояниях. В квантовых вычислениях обычно используют кубиты – системы с двумя основными состояниями. Но в более сложных схемах возможно применение кудитов, способных принимать большее количество состояний.

Применение кудитов предоставляет значительные выгоды, однако предполагает необходимость тщательного управления их взаимодействием. Австрийские исследователи из Вены предложили теоретическую модель совместной обработки подобных состояний, в то время как китайские коллеги смогли воплотить её в реальность в лабораторных условиях, разработав инновационный квантовый вентиль.

При стандартных фотонных экспериментах обычно применяют поляризацию света, которая может принимать лишь два состояния. В рамках новой разработки ученые выбрали иной подход.

«Мы применяем фотоны совершенно иным способом», — заявляет Николай Фрис (Nicolai Friis) из Института атомной и субатомной физики ВТУ Вена. — «Нас не интересует поляризация, а пространственная структура волновой функции фотона, обусловленная его орбитальным угловым моментом».

Существование множества возможных форм позволяет кодировать больше данных в отдельном элементе. Благодаря специальным методам управления, ученым удалось добиться объединения двух фотонов в запутанное состояние, а затем, при необходимости, разделить их.

Квантовые компьютеры строятся на основе операций, известных как запутывающие квантовые вентили. На начальном этапе экспериментов исследователи использовали четыре состояния, что можно сравнить с перемещением в «четырёхмерном пространстве» квантовых состояний.

Учёные утверждают, что эта разработка позволит создать более миниатюрные и производительные оптические квантовые вычислительные системы, которые смогут справляться с задачами, неподвластными классическим компьютерам.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.