Создан первый в мире настоящий квантовый чип

   Теоретически квантовые вычислительные машины смогут легко взламывать самые современные системы шифрования, симулировать химические и нанохимические системы, а также ускорить процесс поиска решений некоторых типов математических проблем, называемых NP-полными или переборными задачами. Разработчики всего мира стремятся создать первый в мире действующий квантовый компьютер, но пока это никому не удалось. В 2007 году компания D-Wave Systems сообщила о готовности к демонстрации первого в мире квантового компьютерного чипа. После этого сообщения прокатилась волна дискуссий, является ли показанная ими модель настоящим квантовым чипом. Разумеется, D-Wave утверждает, что это самый что ни на есть квантовый компьютер, и уже готовится показать миру 128-кубитный чип. Однако другие исследователи скептично относятся к этим притязаниям.

   Теперь исследователи из Йельского университета утверждают, что они создали первый в мире твердотельный квантовый процессор. По крайней мере на этот раз у учёных есть основания для такого заявления: новый чип будет официально зарегистрирован как первый в мире квантовый процессор. Этот чип, который, вообще говоря, ещё сложно называть процессором, состоит из 2 кубитов (квантовых битов). Каждый кубит состоит из миллиардов атомов алюминия. Кубиты отличаются от традиционных разрядов тем, что они могут иметь не только значение один или ноль, как классические биты, но также могут иметь суперпозицию этих двух состояний. По существу это означает, что чип с двумя кубитами может иметь 4 состояния одновременно, в то время как 2-битный чип может иметь только одно из четырёх возможных состояний.

   Использование кубитов позволит работать одновременно с несколькими возможными значениями данных. Например, если у вас есть четыре телефонных номера, один из которых принадлежит Вашему другу, то традиционный процессор для поиска нужного номера будет вынужден перебирать эти номера, а квантовый процессор одновременно попробует все четыре номера и обнаружит правильный, что значительно ускорит время обработки. Исследователи запустили на чипе элементарные алгоритмы, в частности, простой поиск. По их словам, имеющийся чип может выполнять только несколько простых задач, но все современные электронные устройства начинались именно с таких моделей, и квантовые процессоры с бóльшим числом кубитов будут способны работать гораздо быстрее, чем современные микропроцессоры на основе транзисторов.

   Кубитный процессор передаёт и получает сигналы по квантовой шине, с помощью фотонов. По мнению разработчиков, основным достижением, позволившим создать этот чип, является возможность фиксировать атомы в определённом квантовом состоянии на более долгое время. Десять лет назад учёные могли фиксировать кубит только на наносекунду. В чипе, разработанном в Йельском университете, квантовое состояние фиксируется на микросекунду, этого вполне достаточно для вычислений. Разработчики хотят ещё увеличить время фиксации, чтобы иметь возможность выполнять более сложные алгоритмы. Они также собираются увеличить число кубитов в чипе. Учёные пока далеки от полноценного квантового компьютера, однако эта разработка является первым шагом в создании подобных действующих моделей.