Квантовые вычисления с переработанными частицами

Группа ученых из Центра квантовой фотоники университета Бристоля на шаг ближе придвинулась к созданию квантовых компьютеров.

Исследователи экспериментально продемонстрировали технологию значительного сокращения физических ресурсов, требуемых для квантового факторинга.

Ученые показали, как можно переработать частицы в квантовом компьютере, так чтобы квантового факторинга можно было достичь лишь с третью изначально требуемых частиц.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Photonics.

Используя в качестве частиц фотоны, бристольские ученые построили квантовую оптическую схему, которая переработала один из фотонов для установления нового рекорда факторинга 21 с квантовым алгоритмом — все предыдущие модели были факторизованы на 15.

«Квантовые компьютеры обещают использовать противоинтуитивные законы квантовой механики для выполнения вычислений, намного превосходящих способности современных компьютеров. Реализация такого устройства — одна из крупнейших технологических проблем столетия», отметил доктор Энтони Лэйнг.

В то время как ученые и математики все еще пытаются понять весь диапазон способностей квантовых компьютеров, текущее ведущее применение — проблема факторинга больших чисел. Самые лучшие классические компьютеры могут бесконечно долго искать факторы больших чисел и так и не найти их все.

Фактически, протоколы шифрования Интернета основаны на экспоненциальных издержках в процессе вычисления: если третье лицо захочет получить доступ к вашей электронной почте, сначала ему предстоит решить проблему факторинга. Квантовый компьютер способен эффективно производить большой объем факторинга, однако требования физических ресурсов означают, что создание такого устройства пока еще недоступно.

„Хотя задача будет решена еще до того, как с помощью квантовых компьютеров начнут взламывать почтовые ящики, концептуальный эксперимент прокладывает путь к значительным выполнениям квантовых алгоритмов с использованием переработанных частиц“, заключил докторант Энрике Мартин-Лопез.

24.10.2012