Они впервые объединили два квантовых процессора в единую систему, использовав для этого фотонный сетевой интерфейс.
Зачем масштабировать квантовые компьютеры?
Одна из основных задач на пути к созданию действительно полезных квантовых компьютеров – это масштабирование. Чтобы такие компьютеры могли решать сложные задачи, им необходимо огромное количество кубитов. Но создать один гигантский компьютер, вмещающий миллионы кубитов, – крайне сложная инженерная задача.
Сеть из квантовых компьютеров – перспективный выход?
Ученые предложили альтернативный подход: вместо создания одного огромного компьютера, они разрабатывают сеть, состоящую из небольших квантовых устройств. Теоретически, такая сеть может объединить неограниченное число процессоров, что позволит значительно нарастить вычислительную мощность системы. Каждый модуль в этой сети содержит кубиты – носители квантовой информации. Модули соединяются оптоволоконными кабелями и обмениваются данными посредством фотонов.
Как квантовая телепортация помогает компьютерам взаимодействовать?
Руководитель исследования Дугал Мейн рассказал, что для организации взаимодействия между удаленными системами они задействовали квантовую телепортацию. Обычно этот метод применяют только для передачи квантовых состояний.
Впервые удалось телепортировать логические элементы
Используя фотонные соединения, ученые смогли добиться запутанности кубитов, расположенных в разных модулях. Это, в свою очередь, дало им возможность выполнять квантовые логические операции между модулями, используя квантовую телепортацию. Прежде удавалось телепортировать только состояния, но не логические элементы, из которых строятся алгоритмы.
Алгоритм Гровера демонстрирует возможности системы
Чтобы наглядно показать, как работает созданная ими система, ученые выполнили алгоритм поиска Гровера. Этот квантовый алгоритм позволяет находить определенный элемент в большом, неструктурированном наборе данных гораздо быстрее, чем это сделал бы классический компьютер.
Что это означает для будущего квантовых вычислений?
Хотя до практического применения квантовых компьютеров еще далеко, эта работа демонстрирует, что создание сети из квантовых компьютеров – многообещающее направление развития. Оно может позволить создавать вычислительные системы с огромной мощностью, способные решать задачи, которые сегодня не под силу даже самым передовым суперкомпьютерам. Потенциальные области применения квантовых компьютеров охватывают широкий спектр задач: от моделирования молекул и разработки новых лекарственных препаратов до оптимизации логистических цепочек и взлома современных криптографических алгоритмов.
