МОСКВА, 21 марта. /ТАСС/. Исследователи из США разработали систему, позволяющую сверхпроводниковым квантовым компьютерам, построенным на базе разных принципов работы, обмениваться информацией о квантовых состояниях их ячеек памяти. Это открытие ускорит создание распределенных систем вычислений и «квантового интернета», сообщила пресс-служба Массачусетского технологического института (MIT).
«Данную архитектуру можно использовать для создания квантовых сетей, все узлы в которых смогут обмениваться информацией друг с другом. Это означает, что все узлы в нашей квантовой сети подключены к одной и той же линии передачи информации, при этом мы можем удаленно запутывать друг с другом любые произвольные блоки компьютера или сети», — пояснила научный сотрудник MIT Беатрис Янкелевич, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Одним из главных препятствий для развития квантовых компьютеров является то, что увеличение числа взаимодействующих кубитов ведет к быстрому росту уровня случайных помех, нарушающих квантовое состояние этих ячеек памяти и сокращающих время их жизни. Для решения этой проблемы многие физики предлагают разбить квантовый компьютер на множество независимых блоков из нескольких кубитов, соединенных друг с другом при помощи «квантового интернета».
За последние годы зарубежные и российские ученые достигли значительных успехов в создании подобных коммуникационных систем, однако их дальнейшему развитию мешает то, что все существующие системы «квантового интернета» способны работать лишь с одним конкретным типом квантовых вычислителей, при этом они позволяют передавать сигналы лишь между двумя узлами. Физики из MIT выяснили, что эту проблему можно преодолеть при помощи созданной ими системы обмена данных на базе четырех сверхпроводящих кубитов и волноводов из сплава ниобия и титана.
Они представляют собой проводники, способные передавать микроволновые импульсы, при помощи которых обмениваются информацией вычислительные блоки в сверхпроводниковых квантовых компьютерах, на очень далекое расстояние без существенных потерь и помех. В отличие от уже существующих систем связи, световоды из ниобия и титана позволяют вести двусторонний обмен данными, при этом они могут передавать сразу несколько сигналов на разных длинах волн.
Это стало возможным благодаря тому, что ученые расположили участвующие в передаче данных кубиты так, что порождаемые ими частицы света особым образом «накладываются» друг на друга и формируют сигнал, который передается по волноводу лишь в одном направлении. Это позволяет связывать друг с другом произвольные блоки в квантовой сети с высокой вероятностью успеха, достаточной для создания легко масштабируемых распределенных систем квантовых вычислений, подытожили физики.
