Наука и Техника

Наука И Техника
17 ноября 2015

В основу первых квантовых процессоров лягут сверхпроводниковые технологии

Профессор Алексей Устинов, руководитель лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС», сообщил, что первые универсальные квантовые компьютеры, вероятнее всего, будут построены на базе сверхпроводниковых технологий, а не их быстро развивающихся полупроводниковых конкурентов.

Речь идёт о двух разных технологиях, которые сейчас рассматриваются в качестве основы для квантовых компьютеров. Это кремниевые кубиты, которые создаются в лаборатории университета Нового Южного Уэльса с конца 2000-х годов, а также сверхпроводниковые кубиты на основе переходов Джозефсона, работы над которыми ведутся уже более 15 лет.

Первые шаги к созданию сверхпроводящего кубита были сделаны в России два года назад, когда в 2013-м учёные лаборатории сверхпроводящих материалов НИТУ «МИСиС» совместно с Российским квантовым центром под руководством Алексея Устинова впервые измерили кубит. Однако сам исследованный в то время кубит был получен в Германии.

Процесс измерения кубита представлял собой пропускание через него микроволнового излучения с последующим измерением фазового сдвига этого излучения. В результате было установлено, что полученная система действительно представляет собой кубит с двумя основными состояниями. Также была продемонстрирована принципиальная возможность кубита находиться в суперпозиции двух состояний одновременно.

Кремниевые кубиты, в свою очередь, обладают несколькими весомыми преимуществами. В частности, их легче производить, так как для этого используются те же технологии, что и в обычной микропроцессорной индустрии, и сами кубиты живут очень долго, на протяжении нескольких секунд. Но пока их использованию мешает отсутствие технологий, позволяющих объединять десятки таких кубитов в единую систему.

Таким образом, полагает господин Устинов, первый квантовый процессор будет создан именно на базе сверхпроводниковых технологий. «Полупроводниковые кубиты — крайне интересная и захватывающая технология, однако пока не понятно, смогут ли австралийские коллеги сделать что-то со связанными кубитами. Если говорить не только про Россию, а про весь мир в целом, конечно более перспективными являются сверхпроводники», — цитирует «РИА Новости» слова российского учёного.

Квантовые компьютеры откроют совершенно новые вычислительные возможности. «Квантовый компьютер сможет позволить расшифровывать любые сообщения, зашифрованные современными криптографическими алгоритмами. Его построение приведёт к огромным изменениям в системах информационной безопасности. Кроме того, создание квантового компьютера позволит использовать принципиально новые информационно-технологические системы, работающие с информацией в квантовом режиме. Квантовые вычислительные устройства позволят решать широкий набор задач, таких как синтез материалов с желаемыми свойствами, сложные задачи сортировки, оптимизации и распознавания образов, а также моделирования собственно квантовых систем. Большинство таких задач принципиально не могут быть решены на обычных классических компьютерах», — сообщил господин Устинов.