Ученым удалось создать первый твердый квантовый процессор. Предыдущие модели представляли собой, например, ионы, размещенные в магнитных ловушках, тогда как новая модель напоминает существующие полупроводниковые микрочипы. Про эту ситуацию сообщает Nature News, а статья исследователей появилась в издании Nature.
В рамках работы исследователи создали устройство, состоящее из двух кубитов - квантовых аналогов бита, способных находиться не исключительно в состоянии нуль или один, однако и в их суперпозиции. Работа кубитов, разделенных специальным зазором, контролировалась при помощи источника микроволнового излучения.
В исследовании использовались кубиты, которые представляют собой небольшие кусочки сверхпроводника, состоящего из тонкой пленки ниобия, нанесенной на пластину из оксида алюминия с щелью. Кодирование состояний подобного устройства осуществляется распределением так называемых куперовских пар - квазичастиц, состоящих из двух электронов. Функционируют подобные кубиты при температуре чуть выше абсолютного нуля (минус 273,15 градуса по Цельсию).
В рамках работы исследователи использовали пару кубитов, чтобы реализовать решения некоторых теоретических задач. Первое из которых - алгоритм Гровера для поиска в неупорядоченной базе данных. Этот вероятностный (как и все квантовые) алгоритм ищет элемент в информационной базе из N записей за kN0.5 шагов, где k - некоторая константа. Примерно в 80 процентов случаев поиск оказывался успешным.
Кроме этого исследователи запускали на квантовом процессоре алгоритм Дойче-Джоза. Это теоретический алгоритм, который по данной последовательности нулей и единиц четной длины отвечает на вопрос: верно лито, что все значения в наборе нули, единицы или нулей и единиц одинаковое количество. В то же время заранее известным полагается, что последовательность имеет единственный из трех данных видов. Этот алгоритм выдает ответ всего лишь за один шаг, тогда как классический алгоритм требует 2n - 1 + 1 шагов, где n - длина последовательности.
Сами исследователи полагают, что их устройство требует сложной системы охлаждения и использует всего два кубита, поэтому не имеет возможности считаться полноценным квантовым компьютером. Однако они обращают внимание, что их процессор может рассматриваться непосредственно как важный шаг на дороге к практической реализации подобных устройств.
