Примитивный квантовый компьютер, который использует частицы света (фотоны), проходящие через кремниевую микросхему, произвел свое первое в мире математическое вычисление. Вычисление было выполнено на фотонном чипе впервые, и это - важный шаг вперед при создании супермощного квантового компьютера.
Микросхема берет четыре фотона использующие для вычисления входной сигнал, который приводит в исполнение квантовую программу (алгоритм Шора), а та уже в свою очередь ищет главные коэффициенты, и выводит ответ - 3 и 5. Об этом открытии сообщила группа физиков и инженеров из Университета Бристоля (University of Bristol).
"Любой школьник может сделать эту задачу намного быстрее", сказал доктор физики, Альберто Полити (Alberto Politi), который, вместе с доктором физики Джонатаном Метьюсом (Jonathan Matthews) провел эксперимент, "но это - действительно важное доказательство работоспособности этого принципа на квантовом уровне".
Нахождение главных коэффициентов похоже на математическую абстракцию, но оно лежит в основе современных схем кодирования, в том числе и в тех, что используются для сохранения безопасности интернет-коммуникации. Способность квантовых компьютеров моделировать квантовые системы, может оказаться полезной в разработке новых материалов или фармацевтических препаратов.
Группа ученых из недавно установленного Центра Нанонауки и Квантовой информации (Centre for Nanoscience and Quantum Information) при Бристольском Университете (University of Bristol), в течение нескольких лет разрабатывала устройства, где фотоны используются в кварцевых волноводах, также как и в оптических стекловолокнах, изготовленных на кремниевой микросхеме.
"Этот подход приведет к миниатюризации, повышения эффективности и уменьшения масштабов приборов", сказал профессор Джереми O'Браен (Jeremy O'Brien), директор Центра Квантовой Фотоники (Centre for Quantum Photonics), который руководил исследованием. "Выполнение квантового алгоритма на микросхеме - чрезвычайно важный шаг на пути создания полностью оптического квантового компьютера".
"Несмотря на недавние успехи, возможность выполнять даже небольшие квантовые алгоритмы напрочь отсутствовала" сказал Метьюс (Matthews). "В течение нескольких прошлых лет для решения этой проблемы исследователи в Центре Квантовой Фотоники (Centre for Quantum Photonics) работали над строительством полностью функциональных квантовых схем", добавил O'Браен (O'Brien).
Используя оптические стекловолокна, ученым удалось соединить четыре фотона внутри и извне микросхемы, на которую они перемещаются через сведенные вместе кремниевые волноводы. Обнаруживая местоположение фотонов они подтвердили выполнение операции квантового алгоритма.
"Это очень волнующий и многообещающий результат, который предоставит возможность разработать крупномасштабные квантовые схемы для фотонов. Теперь перед нами открылись новые и невероятные возможности" сказал O'Браен (O'Brien).