В современных компьютерах информацию передается битами, основными единицами измерения, которые могут иметь значение один или ноль. В мире квантовых вычислений информация будет передаваться уже через кубиты, фотоны и электроны находящиеся в ловушке. Также как и биты кубиты могут иметь значение один и ноль, при этом использование таких единиц может ускорить вычислительный процесс, но использование кубитов не простой процесс так как их сложно приспособить для работы. Теперь ученые из Массачусетского Технологического Института придумали как заставить простые молекулы быть стабильными и удобными для работы с ними.
Начать нужно с того, что команда Массачусетского технологического института создала простую двухатомную молекулу из натрия и калия, по словам профессора физики и главного исследователя в лаборатории электроники МТИ Мартина Звирлена, молекулы имеют преимущество перед более мелкими частицами, атомами и электронами.
«Они могут вибрировать, они могут вращаться, они могут сильно взаимодействовать друг с другом. Как правило, атомы должны действительно соответствовать друг другу, быть друг на друга похожи, чтобы взаимодействовать, тогда как молекулы могут видеть друг друга на сравнительно больших расстояниях. Для того, чтобы кубиты взаимодействовали друг с другом и выполняли вычисления, использовать молекулы гораздо лучше, чем атомы».
После того, как молекулы были созданы, команда поместила их в микроскопическое облако газа, который сам был помещен в ловушку из двух лазерных лучей. В конечном итоге молекулы охлаждают до 300 нанокельвинов, это примерно на десять миллионных градуса выше абсолютного нуля, и по сути именно в этом заключается вся технология и весь смысл происходящего. Результатом эксперимента стала возможность изменять вибрацию, вращение и направление атомов молекул. При этом при переохлаждении молекулы могут работать в течении секунды, кажется, что это слишком малое значение, но в мире квантовых вычислений это невероятный скачок в стабильности, настоящий успех, так как за это время квантовый компьютер может сделать невероятное количество расчетов.
«У нас есть серьезные основания надеяться, что мы можем сделать одни, так называемые ,ворота – это операция между двумя кубитами – сложение, вычитание, или что-то вроде того, – за доли миллисекунды», — сказал Звирлен: «Если вы посмотрите на соотношение, то увидите, что можно сделать от 10 000 до 100 000 операций, что было заявлено в качестве одного из требований для квантового компьютера». Также ученый отмечает, что если увеличить количество разработанных молекул до нескольких тысяч, то мощность вычисления будет настолько велика, что никакой существующий компьютер никогда не сможет подойти по скорости и сложности вычислений даже близко.
Несмотря на то, что квантовые технологии продвигаются вперед семимильными шагами, скорее всего, первый бытовой квантовый компьютер появится очень не скоро.
