Лазерный мир

Технологический институт Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) сообщил, что Европейская Комиссия выдала грант в объёме 3 млн евро сроком на три года с целью поиска перспективного материала для «многофункционального» кубита. Кубиты, как известно, это базовые элементы квантовых компьютеров с совершенно другим принципом работы. Каждый кубит представляет собой базовую вычислительную единицу, находящуюся одновременно во множестве состояний от 0 до 1 (в состоянии суперпозиции). Подобная множественность сулит точно такой же множественный скачок по производительности вычислений, но далеко не для всех задач, что тоже надо понимать.

Лазерный луч считывает состояние кубитов (Фото: Thomas Hümmer)

Исследования в институте KIT будут проводиться по программе SQUARE (Scalable Rare Earth Ion Quantum Computing Nodes). В вольном переводе название программы звучит как масштабируемый узел квантового вычислителя на редкоземельных ионах. В качестве кубита программа предполагает использование ионов определённого редкоземельного металла, который ещё предстоит определить и исследовать. Ионы редкоземельных металлов — электрически заряженные атомы — могут сохранять квантовое состояние достаточно продолжительное время. Кроме этого они обладают другими необходимыми для создания квантовых вычислительных узлов качествами — это способность храниться в кристаллической твердотельной структуре и обеспечивают сильное взаимодействие (связанность) друг с другом.

Наконец, ионы редкоземельных материалов могут активироваться независимо друг от друга с помощью оптических систем, например, лазером и передавать данные о своём состоянии оптическим путём. Это открывает путь как к квантовой коммуникации, так и к построению масштабируемых квантовых вычислительных систем.

Квантовая последовательность, управляемая лазером, в представлении художника

Следует сказать, что в последнее десятилетие ионы металлов в качестве кубитов стали рассматриваться как перспективные решения многими исследовательскими центрами как за рубежом, так и в России. На базе ионных кубитов строятся квантовые модели и прототипы квантовых вычислителей. Подобные системы оказываются энергоэффективнее классических криогенных систем, хотя тоже требуют специальных условий для работы и охлаждения до сверхнизких температур.

Источник: * Karlsruhe Institute of Technology

https://3dnews.ru/977515