Оперативна пам'ять квантових комп'ютерів, можливо, працюватиме на фотонах

Вчені з Єльського університету знайшли новий спосіб керувати та маніпулювати квантовим станом фотонів мікрохвильового випромінювання, що може бути використане у створенні майбутніх квантових комп'ютерів, які, маючи безпрецедентну швидкість і обчислювальну потужність, зможуть здійснити революцію у галузі інформаційних технологій. Як і звичайним комп'ютерам, квантовим комп'ютерам також необхідно мати здатність отримувати, зберігати й обробляти інформацію. І якщо в галузі обробки квантової інформації у наш час вчені вже досягли певних успіхів, то з технологіями тривалого зберігання цієї «крихкої» інформації справи йдуть трохи інакше.

Єльські фізики у публікації в одному з останніх випусків журналу Nature повідомили про розроблену ними нову технологію зберігання інформації, яка має чималий шанс стати оперативною пам'яттю майбутніх квантових комп'ютерів. У їх методі квантова інформація зберігається у фотонах, найменших частинках мікрохвильового випромінювання. Ці фотони можуть служити вмістилищем квантової інформації упродовж тривалого часу і вони майже не взаємодіють з середовищем, крізь яке вони переміщаються, хай то будуть коаксіальні кабелі, скло оптоволоконних ліній чи просто повітря. Слабка сила взаємодії мікрохвильових фотонів перешкоджає поглинанню їх матеріалом середовища, а також втраті і спотворенню квантової інформації, що міститься у них.

У звіті дослідників описане спеціальне штучне середовище, у якому мікрохвильові фотони, стикаючись один з одним, передають записану у них квантову інформацію, що дозволяє зберігати цю інформацію практично безкінечний час. Це середовище складається з мікрохвильової резонаторної порожнини, поєднаної з охолодженим до наднизької температури квантовим бітом, кубітом, який займається обробкою інформації, її читанням і записом у мікрохвильові фотони, які виступають у ролі сховища квантової інформації.

«Наш експеримент показав, що зараз ми вже здатні створити середовище, яке, з одного боку, дозволяє нам без обмежень керувати квантовим станом фотонів, а з іншого боку, не поглинає ці фотони, що у зворотному випадку призвело б до руйнування і втрати квантової інформації, − розповів Герхард Кірхмайр (Gerhard Kirchmair), дослідник з Єльського університету. − Це середовище може виступати у якості сховища інформації без потреби у складних методах контролю, що дозволить значно спростити певні алгоритми квантових обчислень. Те, що ми зробили, ще не є квантовим комп'ютером, але майбутні квантові комп'ютери неодмінно матимуть потребу у такому вузлі».

За матеріалами: http://infonova.org.ua/computers/