Ғалымдар әлемдегі ең кішкентай кванттық компьютер жасады. Оның көлемі үстел үстіндегі дербес компьютер сияқты және бөлме температурасында жұмыс істей алады.
Зерттеушілер 3 қыркүйекте Physical Review Applied журналында жарияланған зерттеуде бұл компьютер тек бір фотоннан — жарық бөлшегінен қуат алатынын жазды. Фотон сақина тәрізді оптикалық талшыққа орнатылған. Бұл құрылғы тұжырымдама ретінде жасалған және 15 = 5 x 3 сияқты санды жай көбейткіштерге жіктеу секілді математикалық операцияларды орындай алады. Көптеген кванттық компьютерлер мен процессорлар, соның ішінде IBM-нің 1000-кубиттік Condor чипі, аса өткізгіш кубиттерді қолдану арқылы жасалған. Алайда кванттық механиканың заңдарын пайдалану және кубиттердің суперпозициясын бір уақытта бірнеше күйде болуын есептеу үшін оларды дерлік абсолюттік нөлге дейін салқындату қажет. Бұл үшін бөлменің көлеміндей күрделі жабдық қажет. Оптикалық кванттық есептеулер деп аталатын салада фотондар аса өткізгіш кубиттерге балама ретінде ұсынылып жүр. Ақпан айында ғалымдар бір лазерлік импульстен кубиттер жасау бөлме температурасында тұрақты кванттық компьютер құруға мүмкіндік беретінін болжаған болатын.
Жаңа зерттеуде ғалымдар бөлме температурасында есептеулерді өңдей алатын машина жасады. Және оны салқындату қажет емес болғандықтан, оның көлемі кәдімгі үстел үстіндегі дербес компьютердей.
«Бұл кванттық компьютер бір фотонның толқындық пакетіндегі 32 уақыттық контейнерде немесе өлшемде ақпарат сақтайды. Бұл бір кубитпен қол жетімді есептеу өлшемдерінің саны бойынша әлемдік рекорд болып табылады», – деді зерттеудің жетекші авторы Чи-Сун Чу, Тайваньдағы Цин Хуа университетінің кванттық оптика профессоры мәлімдемедесінде.
Аса өткізгіш кубиттерден айырмашылығы, фотондар бөлме температурасында тұрақты кванттық күйді сақтай алады. Фотондарды пайдаланатын кванттық машина аз энергия тұтынады және пайдалану шығындары төмен. Сондай-ақ, бұл жүйе электромагниттік толқындармен бос кеңістікте ұсталған зарядталған бөлшектерден тұратын иондық кубиттерді пайдаланатын жүйелерге қарағанда тиімдірек жұмыс істейді. Иондық кубиттер күрделі лазерлер арқылы өздерінің кванттық күйін дәл реттеуді қажет етеді. Соттаған фотондар саны жүздеген болатын оптикалық кванттық компьютерлер қазірдің өзінде бар. Бірақ фотондардың ықтималдылыққа байланысты пайда болуы — «бір сәтте олар бар, келесіде жоқ болуы» — оларды көп мөлшерде басқаруды қиындатады, деп түсіндірді Чу. Оның орнына Чу және оның командасы барлық ақпаратты бір тұрақты фотонға сыйдырды. Чу бұл жұмысты бір адамды тасымалдайтын велосипедті көптеген жолаушыларды сыйдыра алатын 32 вагоннан тұратын пойызға айналдырумен салыстырды. Келесі қадамдар бір фотонның сыйымдылығын арттыруды жалғастыру, осылайша ол күрделірек есептеулерді өңдей алатын болады, деді сөз соңында. Ғалымдардың айтуынша, машина кубит ретінде фотонды пайдаланатындықтан, ол болашақта жарық арқылы деректерді жіберетін кванттық байланыс желілеріне немесе жарық негізіндегі классикалық есептеу жүйелеріне оңай интеграциялана алады.
Назым МАЛИККЫЗЫ