Віктор Миронов
Американські вчені з Прінстонського університету наблизилися до створення швидкісного квантового інтернету. Фахівці замінили в кристалічній решітці алмазу два атома вуглецю одним атомом кремнію. В результаті такої мінерал виявився здатний зберігати і передавати кубіти - елементи інформації в квантовому комп'ютері. Російські експерти високо оцінили результати експерименту західних колег, зазначивши, що швидкісні квантові мережі, що використовують алмази для передачі даних, можуть з'явитися протягом найближчих десятиліть.
«Алмазні» кубіти
Інформація в звичайних комп'ютерах зберігається і передається у вигляді набору нулів та одиниць - так званих бітів. Інший спосіб пропонує квантовий комп'ютер. В ньому інформація міститься і передається в кубітах - комбінаціях бітів, помножених на комплексні числа. Це дозволяє значно розширити обсяг інформації, яким здатне оперувати пристрій, що підкоряється законам квантової фізики. Квантові системи можуть блискавично вирішувати практично будь-які поставлені перед ними завдання і передавати гігантські обсяги інформації.
Протягом останніх декількох років учені шукають ефективні способи зберігання і передачі інформації на великі відстані за допомогою квантових мереж. У звичній нам стільникового зв'язку для передачі даних впливають ретранслятори - спеціальні пристрої, які посилюють сигнали. Однак, щоб створити квантові ретранслятори, вченим було необхідно підібрати головний «компонент», який би зберігав і передавав кубіти.
Раніше дослідники запропонували використовувати для перенесення інформації, що зберігається в кубітах, фотони. Але швидко з'ясувалося, що ці рухаються зі швидкістю світла частинки вкрай проблематично вловити і втримати.
У новому експерименті американські вчені з Прінстонського університету (США) показали, що алмази можуть стати головною складовою квантових ретрансляторів.
За квантовим законам
Вивчивши кристалічну решітку алмаза, американські фахівці прийшли до висновку, що саме в твердотільному матеріалі кубіти можна перенести з фотонів на більш «слухняні» електрони. Однак для виконання такої операції алмаз повинен бути «недосконалим», а саме два атома вуглецю повинні бути замінені одним атомом кремнію.
«Раніше вчені знайшли незвичайне застосування алмазів, замінивши деякі атоми вуглецю на азот і створивши кристал часу. Ми ж замінили в кристалічній решітці мінералу два атома вуглецю одним атомом кремнію, що зробило алмази придатними для зберігання і передачі інформації з квантової мережі », - повідомила автор дослідження Наталі де Леон.
Утворені алмази дозволять передавати дані за допомогою фотонів, а також зберігати їх за допомогою електронів. В результаті квантові комп'ютери зможуть ефективно і швидко вирішувати найскладніші математичні та фізичні завдання, а також передавати інформацію по швидкісній мережі інтернет.
У бесіді з RT керівник групи «Квантові симулятори» Російського квантового центру кандидат фізико-математичних наук Олексій Акімов зазначив, що варіант використання алмазів для створення квантових мереж представляється найперспективнішим.
Також по темі
Продукт «передових ідей»: які завдання буде вирішувати новий російський суперкомп'ютер У підмосковній Дубні запрацював новий суперкомп'ютер - третій за потужністю в Росії. Лабораторія інформаційних технологій Об'єднаного ...
«При цьому можна використовувати алмази, щоб контролювати фотони. Важливо, що в алмазну грати можуть вбудовуватися атоми кремнію, утворюючи «дефекти» - особливі центри, потенційно придатні для створення пристроїв, що підкоряються законам квантової фізики », - підсумував Акімов.
За словами вченого, раніше для створення повноцінних квантових комп'ютерів не вистачало розуміння природи деяких фізичних явищ.
«Так, якщо система працює на 1-3 кубітах, то її поведінка більш-менш передбачувано. Але як тільки ми об'єднуємо десятки і сотні кубітів, виникають нові ефекти, незрозумілі вченим. Тепер деякі з них американські фахівці вивчили, але багато ще належить досліджувати », - підкреслив Акімов.
Вчений додав, що квантові мережі можуть з'явитися протягом найближчих десятиліть, давши початок новому, квантовому інтернету.