Max Home IndustryУченые подошли на шаг ближе к созданию многозадачных «квантовых» компьютеров, гораздо более мощных, чем даже самые современные суперкомпьютеры.
Квантовые компьютеры используют странные свойства субатомных частиц.
Так называемые квантовые частицы могут находиться в двух местах одновременно, а также странным образом связаны между собой, даже если они находятся на расстоянии миллионов миль друг от друга.
Команда Университета Сассекса передала квантовую информацию между компьютерными чипами с рекордной скоростью и точностью.
Ученые-компьютерщики пытались создать эффективный квантовый компьютер более 20 лет. Такие фирмы, как Google, IBM и Microsoft, разработали простые машины. Но, по словам профессора Винфрида Хенсингера, руководившего исследованиями в Университете Сассекса, новая разработка прокладывает путь к системе, способной решать сложные проблемы реального мира, на которые не способны современные современные компьютеры.
«Сейчас у нас есть квантовые компьютеры с очень простыми микрочипами», — сказал он. «То, чего мы достигли здесь, — это возможность реализовать чрезвычайно мощные квантовые компьютеры, способные решить некоторые из наиболее важных проблем для промышленности и общества».
В настоящее время компьютеры решают задачи простым линейным способом, по одному вычислению за раз.
В квантовой сфере частицы могут находиться в двух местах одновременно, и исследователи хотят использовать это свойство для разработки компьютеров, которые могут выполнять несколько вычислений одновременно.
Квантовые частицы также могут находиться на расстоянии миллионов миль друг от друга и быть странно связанными, мгновенно отражая действия друг друга. Опять же, это также может быть использовано для разработки гораздо более мощных компьютеров.
Одним камнем преткновения была необходимость быстрой и надежной передачи квантовой информации между чипами: информация ухудшается, появляются ошибки.
Но команда профессора Хенсингера совершила прорыв, опубликованный в журнале Nature Communications, который, возможно, преодолел это препятствие.
Команда разработала систему, способную передавать информацию от одного чипа к другому с надежностью 99,999993% на рекордных скоростях. Это, по словам исследователей, показывает, что в принципе чипы могут быть соединены вместе для создания более мощного квантового компьютера.
Профессор Майкл Катберт, который является директором недавно созданного Национального центра квантовых вычислений в Дидкоте, Оксфордшир, и не зависит от исследовательской группы Сассекса, назвал разработку «действительно важным шагом вперед». Но он сказал, что требуется дополнительная работа для разработки практических систем.
«Чтобы построить тип квантового компьютера, который вам понадобится в будущем, вы начинаете с соединения чипов размером с ноготь большого пальца, пока не получите что-то размером с обеденную тарелку. Группа Сассекса показала, что вы можете иметь стабильность и скорость. для этого шага.
«Но тогда вам нужен механизм для соединения этих обеденных тарелок вместе, чтобы масштабировать машину, потенциально размером с футбольное поле, для выполнения реалистичных и полезных вычислений, а технология связи для такого масштаба еще не доступна. «
Аспирант Сахра Кульмия, проводившая эксперимент в Сассексе, говорит, что команда готова принять вызов и вывести технологию на новый уровень.
«Это уже не просто проблема физики», — сказала она BBC News.
«Это инженерная проблема, проблема информатики, а также математическая проблема.
«На самом деле трудно сказать, насколько мы близки к реализации квантовых вычислений, но я оптимистично смотрю на то, как они могут стать актуальными для нас в нашей повседневной жизни».
Одна из ведущих инженерных фирм Великобритании, Rolls Royce, также с оптимизмом смотрит на эту технологию. Он работает с исследователями из Сассекса над созданием машин, которые могли бы помочь им разработать еще более совершенные реактивные двигатели.
Мощные суперкомпьютеры используются для моделирования потока воздуха в симуляциях для проверки новых конструкций авиационных двигателей.
Преобразование инженерии
Квантовый компьютер, в принципе, мог бы отслеживать воздушный поток с еще большей точностью и делать это очень быстро, по словам профессора Ли Лэпворта, который возглавляет разработку квантовых вычислений для Rolls-Royce.
«Квантовые компьютеры могли бы выполнять вычисления, которые мы не можем делать в настоящее время, и другие, на которые уходили бы многие месяцы или годы. Потенциал выполнения этих вычислений за несколько дней просто изменил бы нашу систему проектирования и привел бы к еще более совершенным двигателям».
Потенциально эту технологию также можно использовать для более быстрого создания лекарств за счет точного моделирования их химических реакций, что слишком сложно для современных суперкомпьютеров. Они также могли бы предоставлять еще более точный системный прогноз погоды и спрогнозировать последствия изменения климата.
Профессор Хенсингер сказал, что идея создания квантового компьютера пришла ему в голову более 20 лет назад.
«Люди закатывали глаза и говорили: «Это невозможно».
«И когда люди говорят мне, что что-то невозможно сделать, я просто люблю пробовать. Поэтому я провел последние 20 лет, устраняя барьеры один за другим до такой степени, что теперь действительно можно построить практичный квантовый компьютер».
Следите за Паллабом в Твиттере