Представлен самый миниатюрный квантовый компьютер, работающий на одном фотоне
Исследовательская группа под руководством профессора кафедры физики и Центра квантовой науки и технологий Национального университета Цинхуа Чуу Чи-Суна разработала первый на Тайване и самый маленький в мире квантовый компьютер, использующий один фотон.
В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Applied, ученые заявили, что им удалось устранить основные препятствия для развития квантовых вычислений — высокие затраты на электроэнергию и низкотемпературную рабочую среду.
Этот прорыв подчеркивает миниатюризацию и решает важные проблемы квантовых вычислений, такие как энергоэффективность и температурная стабильность.
Традиционные компьютеры выполняют вычисления на печатных платах, в то время как квантовые вычисления передают информацию через фотонику и выполняют вычисления с использованием квантовой физики.
По словам Чи-Суна, наименьшей единицей цифровой информации в традиционном компьютере является двоичная цифра, или бит, который может представлять только 0 или 1. Однако квантовый бит, или кубит, может обрабатываться как 0 и 1, эта характеристика называется квантовой суперпозицией, добавил он.
Суперпозиция позволяет квантовым компьютерам выполнять сложные вычисления, такие как разложение на простые множители или поиск больших данных, до 100 миллионов раз быстрее, чем традиционные компьютеры.
Команда использовала инновационную фотонику для кодирования информации в 32 временных интервала одного фотона, что позволяет устройству работать при комнатной температуре, в отличие от традиционных квантовых компьютеров, которым требуются сверхохлажденные среды.
Фотоны играют решающую роль в этом новом квантовом компьютере, поскольку они могут поддерживать стабильные квантовые состояния при комнатных температурах (от 20°C до 25°C) без необходимости в условиях ниже нуля, которые требуются традиционным системам.
Такая стабильность делает системы на основе фотонов более практичными для реальных приложений.
Исследовательская группа полагает, что это преимущество может повысить конкурентоспособность технологий квантовых вычислений в будущих попытках коммерциализации.