Исследователи из Австралии выяснили, как можно создать полноценный квантовый компьютер из множества кубитов внутри миниатюрного кремниевого чипа.
Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса переработали дизайн современных кремниевых микропроцессоров и придумали новый вид архитектуры, которая использует стандартные полупроводники для выполнения квантовых вычислений, пишет интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на nv.ua.
Квантовые компьютеры работают по совершенно другому принципу, не так, как классические компьютеры, где вся информация закодирована последовательностью битов со значением 1 или 0. Наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере называется кубит, и, в отличие от бита, он может находиться в любом суперпозиционном состоянии. Таким образом, квантовый бит может принимать бесконечно много значений. В теории это должно в разы увеличить скорость вычислений.
Кубиты гораздо более чувствительны к различным помехам при передаче данных, чем транзисторы или ячейки памяти. Их крайне сложно объединять в цепочки и подключать к шинам данным. По сути, каждый кубит и систему связи с ним нужно настраивать индивидуально, что не позволяет производить их промышленным путем. Австралийским физикам удалось обойти это препятствие, «склеив» каждый кубит с небольшим набором обычных транзисторов и так называемых «плавающих затворов».
«Создание микропроцессорного чипа с миллиардом интегрированных рабочих транзисторов, которые работают вместе слаженно, как симфония — это впечатляющее достижение. Благодаря квантовым вычислениям мы находимся на пороге еще одного технологического скачка, который может быть столь же глубоким и преобразующим, как появление первого кремниевого чипа», — говорит один из авторов работы, глава факультета производства UNSW Эндрю Джурак.
Как отмечают авторы работы, новая архитектура включает в себя несколько обычных транзисторов, которые управляют работой гигантской двумерной сетки из кубитов, используя почти те же принципы и протоколы, которые сегодня применяются в обычной компьютерной памяти.
Читайте также: Показана работа экранного сканера отпечатков пальцев
«Выбирая электроды над кубитом, мы можем управлять вращением кубита, который хранит квантовый двоичный код 0 или 1. А выбирая электроды между кубитами, мы можем выполнять двухкубитные логические взаимодействия или вычисления», — рассказывают авторы разработки.