Исследователи, возможно, преодолели важнейшее препятствие на пути к квантовым вычислениям. Они продемонстрировали логический элемент из двух кубитов, который является центральным элементом квантового компьютера.
Квантовые компьютеры способны значительно ускорить вычисления. Однако их создание представляет собой непростую задачу. Квантовые вычисления основаны на квантовой физике, а это значит, что для создания компьютера исследователям приходится использовать свойства квантовой физики.
В классических компьютерах данные представлены в виде двоичных битов, которые всегда находятся в одном из двух состояний: 0 или 1. Квантовый бит, или кубит, может находиться в обоих этих состояниях одновременно. Это явление называется суперпозицией. Кубитная операция использует это квантовое свойство, позволяя выполнять множество вычислений параллельно.
До сих пор не было возможности заставить два кубита «общаться» друг с другом и тем самым создать логический элемент с использованием кремния. Однако теперь исследователям впервые удалось это сделать.
«То, что у нас есть, меняет правила игры», — сказал Эндрю Дзурак, руководитель группы, проводившей новое исследование, в пресс-релизе. «Мы продемонстрировали двухкубитный логический вентиль — центральный элемент квантового компьютера — и, что немаловажно, сделали это на кремниевой подложке. Поскольку мы используем практически ту же технологию, что и в существующих компьютерных чипах, мы считаем, что изготовить полномасштабный процессорный чип будет гораздо проще, чем любой из ведущих проектов, в которых используются более экзотические технологии».
Полученные результаты могут иметь огромное значение для будущего квантовых вычислений. На самом деле команда уже запатентовала конструкцию полномасштабного квантового чипа. Следующий шаг — поиск подходящих отраслевых партнёров для производства этого полномасштабного квантового процессора.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.