Российские физики из университета «МИСиС» и двух институтов РАН разработали сверхпроводящий усилитель сигнала для квантового компьютера, который также имеет большой потенциал для использования в различных технических приборах.
Создание квантового компьютера — одна из фундаментальных задач для физики XXI века. По оценкам ученых, квантовые компьютеры будут не только во много раз превосходить по скорости современные вычисления, но и смогут решать задачи, которые не под силу обычным компьютерам, такие как описание сложных физических систем или строения молекул. Во всем мире несколько компаний и научных институтов ведут активные работы по созданию эффективных прототипов квантовых компьютеров. Один из лидеров этой «квантовой гонки» — компания IBM — в прошлом году заявила о создании квантовых прототипов на 20 и 50 кубит.
Кубит (или квантовый бит) — это основной элемент квантового компьютера, элемент для хранения информации. Классический бит, используемый в современных компьютерах, может принимать значения или 0, или 1. У квантового бита, как и у квантовых частиц, нет определенного значения до того, как его измерили. И он может, кроме ноля и единицы, принимать множество промежуточных значений (суперпозиции), за счет чего и достигается уникальная скорость квантовых вычислений.
На практике одна из основных проблем создания квантового компьютера — считывание информации о состоянии кубита. Сложность считывания состоит как в очень малой энергии считываемых фотонов, так и в посторонних шумах, которые создают помехи. Поэтому одна из главных деталей квантового компьютера — усилитель сигнала от кубита. Российские физики на основе сверхпроводника, изготовленного из ниобия, смогли создать уникальный усилитель такого сигнала. Созданный ими сверхпроводящий усилитель создает минимально возможный уровень помех (квантовый предел), характерный лишь для космического вакуума, говорится в сообщении пресс-службы МИСиС.
По мнению ученых, их разработка имеет большой потенциал к широкому практическому применению, потому что такие усилители сигналов используются не только в квантовых компьютерах, но и во многих приборах на основе механизма считывания квантового состояния системы, к примеру в радиотелескопах.
Купить подобные усилители за рубежом невозможно, так как идет конкурентная борьба за создание первого эффективно работающего квантового компьютера и разработчики не делятся информацией о созданных ими технологиях с конкурентами, сообщили корреспонденту «Чердака» в пресс-службе МИСиС.
Ранее сотрудники физического факультета МГУ создали и протестировали квантовый телефон, который обеспечивает канал связи, защищенный от прослушиваний и перехватов.
