Ученые работают над квантовым компьютером состоящей из нескольких небольших модулей

Кристофер Р. Монро, Роберт Дж. Schoelkopf и Михаил D. Lukin

От 20 лет ученые пытаются сделать прорыв в области информатики и телекоммуникаций, используя для этого особенности квантового микромира. Физические явления, наблюдаемые в меньшем масштабе, такие как двойная природа электрона, иногда ближе к частице, а в другой раз волны, способность nanoobiektów для одновременного нахождения в разных положениях и установках, а также таинственные, невидимые узы, отвечающие за согласованное поведение двух удаленных частиц, позволяют создавать видение квантовых компьютеров, которые справятся с невообразимый сегодня задачами вычислительными, коммуникационными и измерения. Достаточно сказать, что такие машины будут ломать шифры, которые сегодня мы считаем, почти идеальный.

В обмен на наши храниться и передаваться данные, получат гарантии безопасности, вытекающие непосредственно из законов физики. Мы ожидаем, что квантовая информатика позволит имитировать поведение сложных систем, химических, что сегодня выходит за рамки наших возможностей. Мы ожидаем еще более точных атомных часов и микроскопических, невообразимо прецизионных датчиков, выполняющих измерения на уровне атомов и молекул, которые перевернут биологию, медицину и технологии материалов.

Перспектива качественного прорыва объясняет, почему гиганты, как Google и Intel, а также более мелкие компании, инновационные, оборонную промышленность и правительственные агентства тратят огромные средства на исследования компьютерами суммой ставят. Активность, видно, тоже в академической среде: только в 2015 году три ведущие научные журналы опубликовали более 3000 статей, названия которых содержали пароль „quantum computing” или „quantum information”.

К сожалению, ученые, несмотря на тяжелую работу, до сих пор не удалось построить большого квантового компьютера, который на практике realizowałby перечисленные задачи. Дело в том, что такая машина по определению должна подчиняться законам квантовой механики. Но когда мы пытаемся увеличить какой-то макет квантовый, мгновенно в нем появляется естественная тенденция поведения, совместимого с классическими законами, которые действуют в макроскопических системах.

Быть может, путь к созданию макета, который ведет квантовые свойства в больших масштабах, а значит, в полной мере способного для проведения квантовых вычислений, является применение модульной конструкции, т. е. соединение друг с другом многих маленьких квантовых систем в способ, который не разрушит их квантового характера. Благодаря исследованиям, проводимым в последние годы такая концепция перестала быть чисто теоретической идеей и был проверен в экспериментах, выполненных на данный момент в небольшом масштабе. Их результаты являются хорошей отправной точкой для работы над полноценным квантовым компьютером.