Ученые добились повышения скорости квантовых вычислений

Идея построения квантового компьютера не дает ученым покоя: вслед за недавним сообщением о рекордном увеличении времени жизни квантового состояния электрона пришло известие об очередном замечательном достижении. На сей раз исследователям из Стэнфордского университета (США) удалось с помощью сверхбыстродействующих лазеров задать новую планку скорости изменения спина электрона.

Как известно, для кодирования информации в квантовом компьютере используются кубиты, которые на физическом уровне могут быть представлены спинами отдельных электронов. Очевидно, что при повышении скорости переключения состояний кубитов квантовые вычисления будут выполняться в целом быстрее. По словам одного из исследователей, аспиранта Девида Пресса (David Press), ему и его коллегам удалось сократить время, которое занимают манипуляции со спином, примерно в сто раз по сравнению с предыдущими достижениями. Эксперименты в лаборатории имени Эдварда Гинзтона начались с того, что ученые направили на кубит лазерное излучение определенной частоты с целью задать начальное положение спина и прочитать установленное значение (на это ушло несколько наносекунд). Затем квантовое состояние электрона было изменено с помощью импульсов поляризованного излучения (плюс еще несколько десятков пикосекунд). На конечном же этапе полученное значение считывалось еще одним оптическим импульсом.

Необходимо отметить, что ученые ставили подобные опыты и раньше, но во всех предшествующих работах использовались радиочастотные импульсы, не позволявшие достичь сравнимого быстродействия.

И всё же результаты, полученные в Стэнфордском университете, имеют весьма отдаленное отношение к проблеме построения реального квантового компьютера: эксперименты проводились на одном кубите при температуре, близкой к абсолютному нулю, в сильном магнитном поле, созданном сверхпроводящим магнитом. В ближайшей перспективе, как считает господин Пресс, исследователи могут лишь начать тестировать новую технологию на системах, объединяющих десятки или сотни кубитов.