Ученые из Казани заставили квантовый компьютер “вспомнить все”

Физики Казанского федерального университета (КФУ) и Казанского квантового центра (ККЦ) разработали прототип идеальной памяти для компьютеров будущего. Изобретение сделает квантовые вычисления возможными даже при комнатной температуре, а при сверхнизкой – максимально эффективными.

По словам директора ККЦ Сергея Моисеева, по результатам российский прототип превзошел все мировые аналоги.

“Наибольшие экспериментальные успехи в разработке высокоэффективной и многомодовой оптической квантовой памяти были достигнуты на основе схемы обратимого фотонного эха на ансамбле атомов, предложенной и обоснованной в наших работах», – подчеркнул Моисеев.  

Научный прорыв российских физиков позволит завершить разработку универсального квантового компьютера на сверхпроводящих кубитах. Cрок жизни последних исследователям сих пор удавалось продлевать все больше и больше. Однако, как признался заведующий кафедрой радиофизики, руководитель приоритетного направления «Астровызов» КФУ Олег Шерстюков, растянуть это время дальше 100 микросекунд не дают физические законы.

Поэтому ученые из Казани пошли “другим путем”: решили заставить квантовый компьютер “помнить все” максимально долго и надежно, но только при работе в микроволновом частотном диапазоне. Еще в 2010 году они реализовали квантовую память на фотонном эхе в оптимальном оптическом резонаторе. Только сейчас разработчикам удалось закрепить это открытие созданием своего прототипа.

память квантового компьютера
Схема микроволновых полей, которые удерживают кубиты, в прототипе казанских физиков

«Разработанная коллективом казанских ученых схема многорезонаторной квантовой памяти позволила экспериментально достичь квантовой эффективности 16,5 % в сохранении микроволновых полей при комнатной температуре. Также мы показали, что квантовая эффективность данной памяти может быть более 99 % при переходе к достаточно низким температурам”, – констатировал Моисеев.

Подобное заявление должно быть сигналом для инвесторов, которые готовы участвовать в монетизации разработок компьютера будущего. Одно дело – производить квантовые вычисления в дорогостоящей установке, при сверхнизких температурах и высоким процентом ошибок, но совсем другое – во вполне бюджетном компьютере, при комнатной температуре и с максимальным эффектом. Пока первым путем идут Google, IBM и многие другие, россияне уверенно встали на второй. Помнится, в такой момент Билл Гейтс основал свою знаменитую Microsoft и … стал миллиардером.

Впрочем, незамеченным прорыв казанских физиков точно не остался. Статью о нем опубликовали в авторитетном научном альманахе Scientific Reports, который выпускает известная во всем мире международная издательская компания Nature Publishing Group.

В 2012 году попытку сделать что-то подобное нынешнему прорыву предприняла группа ученых из Калифорнийского технологического института, Института квантовой оптики Макса Планка и Гарвардского университета. Их искусственный алмазный кристалл сохранял квантовую эффективность (состояние суперпозиции) при комнатной температуре в течение 1,4 секунды. Вот только комплект аппаратуры у американцев, в отличие от россиян, был более внушительным: датчик фотонов, зеленый лазер, микроволновой и радио-излучатель.

Источники: media.kpfu.ru, nature.com, tatar-inform.ru, gazeta.ru. Подготовил Станислав Клопот


Расскажите об этом друзьям



Хотите узнать о будущем больше?

Узнайте где деньги будут завтра!

Как современные технологии изменят бизнес? От чего стоит отказываться уже сейчас? Какие бизнес-идеи будут востребованы через 5, 10 и 15 лет? Какие отрасли останутся выгодными и актуальными, а какие умрут?

Заглянуть в будущее