СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 51 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2014 Новости мира News of the World Новости мира демонстрировали созданную ими матрицу из пяти сверхпроводящих квантовых битов, которая обладает очень высоким показате- лем надёжности хранения и обработки кван- товой информации и которую можно рас- сматривать как прототип простейшего кван- тового процессора. Реализация технологий квантовых вычис- лений является далеко не самым про- стым делом. Основным явлением, которое используется для реализации квантовых вычислений, является явление квантовой суперпозиции. Подразумевается, что любой физический объект очень малых размеров, к примеру, атом или электрон, может хра- нить в виде своего квантового состояния информацию, при этом существует такая ситуация, когда кубит может иметь все тео- ретически возможные квантовые состоя- ния, и эта особенность позволяет реализо- вать совершенно новые виды параллель- ной обработки информации. «Но аппаратные средства квантовых вычислительных систем весьма ненадёж- ны по сравнению с аппаратными средства- ми классических вычислительных систем, – рассказывает Остин Фоулер (Austin Fowler), учёный-физик из Калифорнийского универ- ситета. – И даже самые лучшие на сегод- няшний день аппаратные средства кванто- вых систем демонстрируют очень низкий уровень надёжности хранения и обработки информации. Своей работой мы демонстри- руем, что требуемый уровень надёжности работы квантовой вычислительной систе- мы всё же может быть достигнут, пусть и не самым простым путём». Учёные предположили, для того, чтобы обеспечить приемлемый уровень погреш- ности, квантовые биты матрицы, выполня- ющие логические операции, должны рабо- тать на энергетическом уровне, который всегда ниже определённого порога. Это- го им удалось добиться за счёт реализа- ции сложной геометрии собственно кван- товых битов и их взаимного расположения. Кубиты, которые получили название Xmon, имеют крестовидную структуру, охлаждают- ся до точки критической температуры, до момента, когда материал кубитов перехо- дит в сверхпроводящее состояние и теря- ет магнитные свойства. Кубиты располо- жены в один ряд таким образом, что каж- дый из кубитов связан с одним или двумя соседними кубитами. Взаимное расположение кубитов, которое определяет архитектуру этого простейше- го квантового процессора, было рассчитано теоретически при помощи метода, называе- мого кодированием поверхности Фоулера. «Для того чтобы получить реальный кван- товый компьютер, нам потребуется двух- мерная матрица из кубитов, при этом уро- вень ошибок не должен превышать одного процента, – рассказывает Фоулер. – Наши кубиты демонстрируют допустимый уровень ошибок, который находится в диапазоне от 10 –3 до 1 процента, и это говорит о том, что наша технология является жизнеспособной. Но, к сожалению, предстоит решить ещё целый ряд проблем, причём и весьма слож- ных, прежде чем мы создадим двухмерную матрицу из кубитов. Нам внушает оптимизм то, что при этом все физические процессы, которые уже достаточно хорошо нами изу- чены, совершенно не изменятся». www.dailytechinfo.org со ссылкой на www.tgdaily.com © СТА-ПРЕСС