Потеря информации — ключ к созданию компьютеров будущего

Группа физиков из Национального института стандартов и технологий США заявляет, что потери при передачи информации на самом деле могут привести нас к созданию и развитию компьютеров будущего. И возможность постройки одного из первых таких компьютеров стала намного ближе, чем когда-либо.

В доказательство своих слов ученые приводят данные эксперимента, в рамках которого им удалось запутать два иона во время частичной потери передаваемой информации. Сам процесс и объем потери информации были под контролем ученых, поэтому эксперимент действительно оказался удачным. Сейчас физики ищут способ увеличить масштаб и доказать успешность их открытого метода.

Квантовая запутанность является одним из двух важнейших процессов в квантовой механике (вторым является квантовая суперпозиция). Ее суть заключается в том, что когда две частицы становятся взаимосвязанными, то их свойства начинают подстраиваться друг под друга. Когда спин одной частицы изменяется, изменяется и спин другой частицы, при этом не учитывая расстояние между этими двумя частицами.

Способность создавать квантовые запутанности является важнейшим фактором в разработке кубитов — квантового разряда или наименьшего элемента для хранения информации в квантовом компьютере. И вместо обычных строчек программного кода, содержащих элементарные значения «1» и «0», программный код квантового компьютера будет содержать значения «1», «0», а также «1-и-0».

В новом исследовании группе ученых удалось подключить запутанность системы с внешней средой, что позволило контролировать процесс утечки информации и в то же время предотвратить возможность воздействия на всю систему сторонних шумов, которые могли бы повредить целостность квантовой запутанности в целом. Обычно физики в таких случаях стараются изолировать от внешних раздражителей запутанные атомы.

«Новый метод позволяет создавать состояние запутанности, которое станет традиционной средой для квантовой компьютерной логики», — рассказывает доктор Джон Геблер из Национального института стандартов и технологий США.

«Однако есть и альтернативные архитектуры. В одной из них, например, квантовый компьютер подключается к особой внешней шумовой среде и на выходе получается среда, содержащая готовое решение на поставленный вопрос», — продолжает ученый.

Детали этого эксперимента были опубликованы 24 ноября в популярном научном журнале Nature. Работа проводилась совместными усилиями ученых Национального института стандартов и технологий, а также датских ученых из Копенгагенского университета.