Горячая линия Минздрава для вернувшихся из-за границы: 8 (351) 240-15-16. 
Оперативная информация по коронавирусу в мире, стране и регионе.

Как «кот Шредингера» поможет создать квантовый компьютер

29 Октября 2020 Автор: Евгений Аникиенко Фото: сайт ЮУрГУ
Как «кот Шредингера» поможет создать квантовый компьютер


Южноуральские ученые придумали алгоритм особого состояния света.

Команда молодых ученых Южного Урала разработала алгоритм генератора неклассического состояния света, которое называют «состояние кота Шредингера». Алгоритм может совершить прорыв в квантовых вычислениях с использованием лазеров, а в итоге и в создании квантового компьютера.

Научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор ЮУрГУ Сергей Подошведов в создании компьютера будущего сотрудничает с корейским ученым с мировым именем Джейваном Кимом. Его ученики, кандидат физико-математических наук Дмитрий Куц и аспирант Сергей Михеев увлеклись идеей генерации неклассических состояний света. Ученые выяснили, что квантовую информацию можно передавать с помощью так называемых запутанных (связанных) частиц, и предложили алгоритм создания такого света, в котором фотоны находятся в «состоянии кота Шредингера».

«Сегодня квантовый компьютер — это только идея, — говорит Сергей Подошведов. — Он может работать в миллионы раз быстрее традиционных компьютеров. Такая супер-ЭВМ сможет, нарушая законы классической физики, передавать информацию практически мгновенно, в миллионы раз быстрее скорости света. Это уже подтверждено лабораторными группами, правда, пока на уровне микромира, и механизму этого явления еще не найдено научное объяснение».

По словам ученого, возможности применения этих ноу-хау безграничны. Это передача секретного ключа с использованием правил микромира. Уже появились такие науки, как квантовая биология, квантовая литография. Но для воплощения идеи квантового компьютера требуется «подчинить» неуловимый кубит.

«Кубиты, или заряды для хранения информации в квантовом компьютере, подвержены влиянию окружающей среды и требуют применения надежных вычислительных систем, — поясняет Дмитрий Куц. — Поскольку свет имеет максимально возможную скорость распространения и слабо взаимодействует с окружающей средой, оптические системы ставятся в один ряд с атомными в разработке возможных конфигураций квантового компьютера».

Здесь и придет на помощь «кот Шредингера». Его «тупиковое состояние» названо в честь одного из создателей квантовой механики, австрийского физика Эрвина Шредингера. Он предложил представить запертого в коробке кота, жизнь которого зависит от распадающегося радиоактивного атома и колбы с ядом. Эта ситуация иллюстрирует главный парадокс квантовой физики: частицы, такие как электроны, фотоны и даже атомы, могут существовать в двух состояниях одновременно. Создание оптических элементов для квантовых компьютеров, по мнению физиков, поможет найти решение проблемы.

По словам ученых, такая суперпозиция обусловливает невероятную мощность квантовых компьютеров. Но она же очень усложняет вычисления. Дело в том, что кубиты должны не просто поддерживать свое состояние, но и взаимодействовать друг с другом. Ученые планируют провести эксперименты по созданию детерминированного, строго определенного по направлению источника «запутанного» света независимого от начальных условий. Его создание — важнейший элемент реализации мегапроекта квантового компьютера, над которым ломают головы лучшие умы.

«Как правило, экспериментаторы могут реализовать на практике очень ограниченное число полезных квантовых состояний, — говорит Сергей Подошведов. — Получение нужного — это ключ к созданию квантового компьютера. По сути, квантовый компьютер — это и есть генератор требуемого выходного состояния, из которого извлекается информация. Можно представить такие сегодня фантастические вещи, как квантовая телепортация, или, допустим, квантовый интернет. Но завтра это может стать обыденностью».

Как добавил ученый, сегодня предлагают много подходов для оптических квантовых компьютеров, но они сложны или имеют ограниченное применение. Исследованные челябинскими учеными необычные оптические состояния снижают потери при квантовой обработке информации, их можно создавать в любых вычислительных средах.

Вчера | 19:04
В Челябинской области ввели более 1 млн квадратных метров жилья

На Южном Урале за 10 месяцев этого года было введено на 6,5 % больше жилья, чем за аналогичный период прошлого года.

Вчера | 18:49
Челябинские власти оперативно отреагировали на претензии по дорожной пыли

Комитет дорожного хозяйства скорректировал уборку улиц областного центра.

Вчера | 18:10
В Челябинской области просят отсрочить маркировку домашних питомцев

Зоозащитники добиваются переноса сроков дорогостоящей процедуры, которую с 1 января за свой счет должны делать хозяева животных.

Вчера | 15:22
Какое место занимает Южный Урал в зарплатном рейтинге регионов

Сокращение доли низких доходов и некоторое снижение безработицы связано с развитием рынка труда и с повышением минимальной зарплаты.

 
Новости   
Спецпроекты