Квантовые вычисления могут открыть новую эру в сфере вычислений. Теперь физики открыли новую схему квантовых вычислений, в которой операции выполняются без чётко определённого порядка. Возможно, она позволит выполнять задачи более эффективно, чем стандартный квантовый компьютер.
С момента своего появления квантовая механика бросала вызов нашему естественному образу мышления. На самом деле она заставила физиков столкнуться с необычными идеями. Несмотря на то, что квантовые явления могут быть сложными для понимания, они реальны. Кроме того, учёные доказали, что эти квантовые эффекты можно использовать для множества поразительно мощных приложений, таких как квантовые вычисления.
Квантовые логические вентили — это базовые строительные блоки квантового компьютера. Однако создать их в достаточном количестве для выполнения полезных вычислений сложно. При обычном подходе к квантовым вычислениям квантовые вентили применяются в определённом порядке, один за другим. Но теперь исследователи обнаружили, что квантовая механика позволяет накладывать квантовые вентили друг на друга, то есть вентили могут действовать во всех возможных порядках одновременно.
В ходе последнего исследования учёные обнаружили, что наложение порядка квантовых вентилей может быть реализовано в лабораторных условиях. Исследователи разработали два квантовых логических вентиля, которые применялись к одиночным фотонам в обоих порядках. Было невозможно определить, какой вентиль сработал первым, что свидетельствовало о том, что они действовали во всех возможных порядках одновременно.
Так что же это значит? Впервые в лаборатории была реализована суперпозиция квантовых вентилей. В то же время этот эксперимент позволил успешно продемонстрировать новый вид квантовых вычислений. Это особенно полезно при разработке квантовых компьютеров в будущем.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.