|
Совершен прорыв в области телепортации
|
|
|
|
Ученые утверждают, что они совершили огромный прорыв в области телепортации, передав данные между квантовыми компьютерами. Исследователи из Оксфордского университета успешно телепортировали логические элементы - основные компоненты компьютерного алгоритма - между двумя квантовыми процессорами, расположенными на расстоянии более шести футов друг от друга.
|
|
|
|
Используя частицы света (или фотоны), ученые смогли сформировать общую квантовую связь между двумя отдельными устройствами.
|
|
|
|
Это позволило двум процессорам работать удаленно, используя один и тот же алгоритм для выполнения своих вычислительных задач.
|
|
|
|
Этот прорыв может решить "проблему масштабируемости", которая мешала созданию пригодных для использования квантовых компьютеров.
|
|
|
|
Однако в настоящее время один компьютер, способный обрабатывать миллионы кубитов, должен быть гигантского размера, что делает его недоступным для большинства людей.
|
|
|
|
Кубиты (или квантовые биты) заменяют традиционные биты стандартного компьютера.
|
|
|
|
|
|
|
Новый прорыв меняет все это, позволяя ученым перемещать данные между несколькими устройствами меньшего размера, вместо того чтобы создавать одну огромную машину.
|
|
|
|
Команда объясняет, что любое квантовое устройство, достаточно мощное, чтобы стать инновацией, меняющей правила игры в области компьютерных наук, должно быть способно обрабатывать миллионы кубитов.
|
|
|
|
В то время как традиционные биты хранят и передают данные в виде нулей и единиц, кубиты используют квантовую физику, чтобы существовать в обоих состояниях одновременно.
|
|
|
|
Вот почему квантовые устройства могут в один прекрасный день произвести революцию в компьютерной индустрии, поскольку они могут значительно увеличить скорость обработки данных компьютером.
|
|
|
|
Это не первый случай, когда ученым удается осуществить квантовую телепортацию.
|
|
|
|
Предыдущие международные команды продемонстрировали, как телепортация может передавать данные из одного места в другое без перемещения кубитов.
|
|
|
|
В конце 2023 года ученые даже смогли телепортировать изображение с помощью света - без физической отправки самого изображения.
|
|
|
|
Однако оксфордская команда утверждает, что это первый случай телепортации квантовых вентилей (компонентов базового уровня алгоритмов) на большие расстояния.
|
|
|
|
В отличие от традиционных логических вентилей, которые обрабатывают информацию из обычных битов, содержащих нули и единицы, квантовые вентили работают на основе данных, поступающих от кубитов.
|
|
|
|
Квантовые вентили позволяют квантовым компьютерам выполнять свои вычисления параллельно, благодаря суперпозиции - способности кубитов существовать как ноль или единица одновременно.
|
|
|
|
Именно это делает квантовые вычисления такими мощными для решения определенных задач, таких как криптография, оптимизация и поиск в больших массивах данных.
|
|
|
|
Дугал Мейн из Оксфорда сказал: "Предыдущие демонстрации квантовой телепортации были сосредоточены на передаче квантовых состояний между физически разделенными системами".
|
|
|
|
"В нашем исследовании мы используем квантовую телепортацию для создания взаимодействий между этими удаленными системами", - продолжает ведущий автор исследования.
|
|
|
|
Мэйн добавляет, что этот прорыв может заложить основу для "квантового интернета", где удаленные процессоры формируют сверхзащищенную сеть для связи и обработки данных, которая была бы полностью защищена от взлома.
|
|
|
|
"Тщательно настраивая эти взаимодействия, мы можем выполнять логические квантовые операции - фундаментальные операции квантовых вычислений - между кубитами, размещенными в отдельных квантовых компьютерах", - объясняет Мейн.
|
|
|
|
"Этот прорыв позволяет нам эффективно "соединять" отдельные квантовые процессоры в единый, полностью подключенный квантовый компьютер".
|
|
|
|
После установления связи между устройствами команда запустила алгоритм поиска Grover's, хорошо известный квантовый алгоритм, используемый для поиска в несортированных базах данных намного быстрее, чем стандартные методы.
|
|
|
|
В ходе этой демонстрации — первой в своем роде с использованием квантовой системы такого типа — алгоритм продемонстрировал 71-процентный успех.
|
|
|
|
Результаты подчеркивают потенциал квантовых вычислительных систем, которые могут функционировать как единое целое, даже если их компоненты физически разделены, что является обязательным требованием для квантового Интернета.
|
|
|
|
Ученые в США также лихорадочно работают над тем, как сделать квантовый интернет реальностью.
|
|
|
|
В 2024 году команда из Гарварда смогла заставить кубиты обмениваться квантовой "запутанностью" между удаленными точками.
|
|
|
|
Запутанность - это явление, при котором две частицы, такие как пара фотонов (частиц света), остаются неразрывно связанными, даже если их разделяют большие расстояния.
|
|
|
|
Это позволяет им обмениваться информацией без необходимости физического перемещения.
|
|
|
|
В этом исследовании, опубликованном в журнале Nature, оксфордские исследователи использовали два отдельных квантовых модуля, каждый из которых содержал кубиты с захваченными ионами.
|
|
|
|
Эти кубиты были разделены на две категории: сетевые кубиты (которые обеспечивают связь) и кубиты-схемы (отвечающие за компьютерные вычисления).
|
|
|
|
Ключевым нововведением было соединение модулей с помощью фотонов, что создавало общее квантовое состояние между двумя системами.
|
|
|
|
Используя телепортацию с помощью квантовых врат, команда смогла выполнять операции удаленно, гарантируя, что два модуля функционируют как единый квантовый процессор.
|
|
|
|
Проще говоря, телепортация помогла объединить несколько квантовых устройств меньшего размера, чтобы обеспечить вычислительную мощность гораздо большего компьютера.
|
|
|
|
Важно отметить, что профессор Дэвид Лукас говорит, что создание масштабируемого квантового компьютера с использованием современных технологий возможно благодаря телепортации.
|
|
|
|
"Наш эксперимент демонстрирует, что распределенная по сети квантовая обработка информации возможна с использованием современных технологий", - сказал главный исследователь проекта.
|
|
|
|
"Масштабирование квантовых компьютеров остается сложной технической задачей, которая, вероятно, потребует новых физических открытий, а также интенсивных инженерных усилий в ближайшие годы".
|
|
|
|
Несмотря на свои обещания, прорыв в области телепортации все еще находится в стадии разработки.
|
|
|
|
Исследование показало, что ученые телепортировали квантовые врата между двумя отдельными модулями с точностью 86 процентов.
|
|
|
|
Хотя это все еще впечатляющий показатель, он не дотягивает до порога отказоустойчивости, необходимого для практических квантовых вычислений.
|
|
|
|
Ученым необходимо будет повысить этот показатель более чем до 99 процентов, прежде чем квантовые технологии смогут стать надежными в реальных условиях.
|
|
|
|
Источник
|
