Японские ученые представили квантовый компьютер с «квантовой телепортацией»

Японская компания NTT (Nippon Telegraph and Telephone) совместно с университетом г. Осака создали и продемонстрировали первый в мире квантовый компьютер, основанный на явлении «квантовой телепортации».

Квантовый компьютер стал результатом совместной работы группы под руководством Юуки Токунака (Yuuki Tokunaka) из исследовательской лаборатории Okamoto Research Laboratory, входящей в состав исследовательского подразделения компании NTT, и профессора Нобиюки Имото (Nobuyuki Imoto) из университета г. Осака.

Для реализации квантового компьютера понадобилось всего два типа устройств – «поворотный гейт» (rotation gate) и «гейт с управляемым НЕ» (controlled-NOT gate). Если «поворотный гейт» создать довольно просто, то для реализации «гейта с управляемым НЕ» требуется обеспечить взаимодействие между квантовыми битами. Именно для реализации «гейта с управляемым НЕ» исследователи и применили эффект квантовой телепортации, который заключается в переносе состояния одного кванта на другой, удаленный квант. Эффект квантовой телепортации возникает при создании квантово-механической связи между квантами, которая еще называется «квантовым зацеплением» (quantum entanglement).

Вычислительные операции в квантовом компьютере происходят одновременно с телепортацией. После установления зацепления между квантами достаточно просто измерить каждый квантовый бит. В своей работе японские ученые использовали четыре сцепленных фотона, причем степень зацепления составила 89,5%, в то время как в экспериментах остальных исследователей этот показатель не превышал 86% (классический предел точности традиционных квантовых вычислительных систем).

Вдохновленные успешным применением эффекта квантовой телепортации, японские ученые собираются увеличить количество квантовых битов, чтобы обеспечить точное выполнение вычислительных операций. Квантовые компьютеры, которые рассчитывают создать на базе новой технологии, будут незаменимы для защищенного обмена данными, в том числе в системах подсчета голосов и в платежных системах.