Написал: 
Orion способен проводить одновременно 64 тыс. операций. Основной частью любого квантового компьютера является квантовый регистр, являющийся совокупностью некоторого числа кубитов - квантовых единиц информации. Кубит, в отличие от обычного бита, который может принимать значение 0 или 1, может одновременно находиться в разных квантовых состояниях, представляющих суперпозицию 0 и 1.
До ввода информации в компьютер все кубиты регистра должны быть приведены в основные базисные состояния (т.н. операция инициализации). Далее каждый кубит подвергается селективному воздействию (импульсами внешнего электромагнитного поля или иным путем), и весь регистр переходит в суперпозицию базисных состояний.
У Orion регистр состоит всего из 16 кубит. Затем информация обрабатывается квантовым процессором, выполняющим последовательность квантовых логических операций. Результатом преобразования информации на выходе компьютера является новая суперпозиция состояний, которую можно далее преобразовать к виду, пригодному для дальнейшего использования.
Для аппаратной реализации идеи квантовых вычислений, впервые высказанной американским физиком Ричардом Фейнманом и сформулированной в нынешнем виде российским математиком Юрием Маниным, необходимо было решить ряд важных проблем - выбрать способ реализации кубитов, определить физический механизм взаимодействия между кубитами и найти способ селективного управления кубитами и измерения их квантового состояния на выходе cистемы.
D-Wave Systems cмогла решить эти проблемы, хотя из материалов пресс-релиза и другой информации на сайте компании можно уяснить лишь выбор способа реализации кубитов, для которого использовались сверхпроводящие материалы на основе ниобия. О процессоре известно лишь то, что это новый тип аналогового процессора с масштабируемой архитектурой и что он основан на квантово-механических принципах.
Компания, правда, обещает в скором времени представить на своем сайте самую подробную информацию о своем квантовом компьютере. Сделано это будет, видимо, после того, как выйдет в свет направленная в авторитетный научный журнал статья. Нынешняя презентация, судя по всему, понадобилась компании для утверждения собственного приоритета в области квантовых вычислений.
В ходе презентации были продемонстрированы возможности дистанционного управления компьютером, который находился в Британской Колумбии (провинция Канады), а оператор - в штате Калифорния (США).
Квантовый компьютер успешно справился с тремя предложенными ему задачами - поиск молекулярной структуры, соответствующей конкретной молекуле-мишени, составление сложного плана размещения гостей за столом и решение головоломки Судоку.
D-Wave Systems заявила, что квантовый компьютер не будет конкурентом нынешним, скорее, он предназначен для решения задач с огромным количеством исходной информации и большим числом переменных. Такие задачи характерны для систем криптографии и безопасной передачи данных, биологии и медицины, моделирования квантовых систем, оптимизации различных процессов.
Электронные пузырьки - базовый элемент квантового компьютера
Ученый Вейчжун Яо (Weijun Yao) из университета Брауна в Провиденсе, Род-Айленд предложил новый способ создания квантовых компьютеров. Вместо атомов и молекул, используемых для создания минимального элемента – кубита, он использовал так называемые электронные пузырьки. По мнению исследователя, с их помощью можно построить регистр из 1030 кубитов.
Для получения электронного пузырька необходим жидкий гелий, охлажденный ниже 2,17 градусов Кельвина. При такой температуре он ведет себя как супержидкость, т.е., имеет нулевую вязкость. В жидкость на большой скорости вгоняют электроны, которые, в конце-концов, останавливаются под воздействием атомов гелия, и оказываются в "пещерках" диаметром примерно 3,8 нм, окруженных примерно 700 атомами гелия. Таким образом решается одна из фундаментальных проблем создания квантовых компьютеров – достаточная изоляция кубитов друг от друга. "Что может быть более изолированным, чем электрон в пузырьке? – спрашивает Яо. - Электрон внутри каждого пузырька очень слабо взаимодействует с окружающими его атомами гелия".
Значения кубита, по словам Яо, можно кодировать спином электрона. В присутствии магнитного поля он может быть либо параллелен, либо противоположен ему. Большое количество электронов, каждый из которых расположен в своем пузырьке, может быть заключено в структуры при помощи "линейной четырехполюсной ловушки", выстраивающей электроны в шеренгу, и набора проводящих колец, которые создают поле напряжения для каждого пузырька.
Первый этап работы компьютера – установка всех спинов в одинаковое положение – может проходить путем охлаждения системы до 0,1 градусов Кельвина. Манипуляция электронами происходит приложением комбинации градиента магнитного поля к линии и варьированием частоты напряжений в ловушке четырехполюсника. Воздействие изменяет спины каждого электрона и заставляет их выполнять операции логических гейтов (см. www.arxiv.org/cond-mat/0510757) Для считывания спина электрона, напряжение на конце цепочки электронов можно снизить до уровня, когда каждый пузырек дрейфует в градиенте магнитного поля со скоростью, зависящей от спина электрона. Эта скорость дрейфа может быть считана при помощи лазеров.
Поскольку минимальная единица информации квантового компьютера – кубит – может одновременно нести два значения, на одном кубите можно одновременно проводить два вычисления, на двух кубитах – 4, на трех – 8 и так далее. "Я не вижу серьезных технических препятствий в создании системы, которая будет работать со 100 кубитами", - сказал Яо. "Это означает, что одновременно она может выполнять 1000 миллиардов миллиардов миллиардов (1030) операций", пишет New Scientist.
» Подборка картинок (20 фото)