Квантовый компьютер с лазерной накачкой
Совместная работа британских и японских ученых привела к созданию квантового компьютера, в качестве «процессора» в котором используется мощный лазер.
Квантовый компьютер, как сообщает New Scientist со ссылкой на New Journal of Physics (vol. 7, article 137), был построен совместными усилиями Билла Манро (Bill Munro) и Тима Спиллера (Tim Spiller) из бристольской лаборатории компании Hewlett-Packard и Каэ Немото (Kae Nemoto) из токийского Национального института информатики.
Интерес научного сообщества к квантовым компьютерам можно понять: вычислительная мощность одного такого устройства в будущем будет превосходить суммарные показатели всего современного компьютерного парка, начиная от калькуляторов и микропроцессоров, встроенных в сотовые телефоны, и заканчивая суперкомпьютерами вроде IBM Blue Gene/L. Огромное быстродействие квантовых компьютеров предсказывается исходя из того, что теоретически «квантовая система из L двухуровневых квантовых элементов (кубитов) имеет 2L линейно независимых состояний, а значит ... может выполнять параллельно 2L операций» (цитируется по статье «Квантовый компьютер», Википедия). Говорят, что для взлома 256-разрядного криптографического кода такому компьютеру потребуется всего несколько секунд.
Проблема с квантовым компьютером пока заключается в том, что его не удается построить. Точнее, удается, но пока это лишь относительно простые вычислительные устройства, на которых проверяется концептуальная работоспособность предлагаемых разработчиками схем. Наиболее популярным методом в построении квантовых машин остается использование электромагнитных управляющих полей, однако британо-японская группа считает, что использование фотонных устройств также может оказаться перспективным.
В предложенной ими схеме лазерные лучи используются в качестве каналов связи, соединяющих оптические кубиты. Предполагается, что информация о квантовых состояниях кубитов может комбинироваться в лазерном луче и обрабатываться за счет измерения состояния самого луча. По мнению разработчиков, использование лазеров для процессинга квантовой информации позволит решить немало проблем, поскольку управляться с лучом гораздо проще, чем с отдельными фотонами.
Возможно, что с помощью нового подхода можно будет создать основной компонент любого компьютера: «логический вентиль» (устройство, выполняющее простые операции над исходными цифровыми сигналами). Соединение множества таких вентилей в единую систему позволит разработчикам создавать куда более сложные вычислительные устройства. По мнению Конрада Банашека (Konrad Banaszek) из Университета Николая Коперника (Торунь, Польша), «вполне очевидно», что схема Манро—Спиллера—Немото может стать фундаментом для создания куда более эффективных квантовых компьютеров, нежели ранее разработанные решения.
