Moszkva, 14 július- RIA hírek. Az orosz és az amerikai tudósok dolgoznak a Harvard-ben, és ellenőrizték a világ első kvantum számítógépét, amely 51 kuba. A készülék még mindig a legnehezebb számítástechnikai rendszer, a Harvard Egyetem professzora, az orosz kvantumközpont (RCC) társalapítója Mikhail Lukin mondta.

A fizikus számolt be, beszélt egy jelentést az International Conference on Quantum Technologies ICQT 2017, amely védnöksége alatt az RCC Moszkvában. Ez az eredmény lehetővé tette a Lukin csoport, hogy vezetővé váljon a létrehozását egy teljes értékű kvantum számítógép, amely nem hivatalos évekig között több csoport vezető fizikusok a világon.

A Quantum Computers olyan speciális számítástechnikai eszközök, amelyek hatalma exponenciálisan növekszik a kvantummechanikai törvények használatával a munkájukban. Minden ilyen eszköz kockákból áll - memória sejtekből és ugyanakkor primitív számítástechnikai modulok, amelyek képesek a nulla és egység közötti értékek spektrumát megtartani.

Ma két fő megközelítés van a hasonló eszközök fejlesztéséhez - a klasszikus és adiabatikus. Az elsőnek az elsődleges támogatói egy univerzális kvantumkódot, kockákat hoznak létre, amelyekben betartaná a szokásos digitális eszközök működését. A hasonló számítástechnikai eszközzel való együttműködés ideális esetben nem lesz nagyon eltérő mérnökök és programozók a rendes számítógépek kezelésében. Az adiabatikus számítógép könnyebb létrehozni, de közelebb kerül a 20. század elején lévő analóg számítógépekhez, és nem a modernitás digitális eszközeihez.

A tavalyi évben az USA-ból, Ausztráliából és számos európai országból származó tudósok és mérnökök számos csapata kijelentette, hogy közel álltak hozzá egy hasonló gép létrehozásához. Az informális verseny vezetőjét John Martinis csapatának tekintették a Google cégéből, egy univerzális kvantum-számológép szokatlan "hibrid" változata, amely az analóg és a digitális megközelítés elemeit ötvözi az ilyen számításokhoz.

Lukin és kollégái az RCC-ben és a Harvardban sétáltak a Martinis csoportban, amely Martinis Ria Novosti elmondta, hogy egy 22 köbméteres számítástechnikai gép létrehozásával foglalkozik, a nem szupravezetők segítségével a Google-tól és az egzotikus "hideg atomok" .

Mivel az orosz és amerikai tudósok felfedezték, a speciális lézer "sejtek" és az ultra-alacsony hőmérsékletre hűtött atomok halmaza kvantum számítógépes kockákként használható, amelyek meglehetősen széles körülmények között megőrzik a munka stabilitását. Ez lehetővé tette a fizikusok számára, hogy létrehozzák a legnagyobb kvantum számológépet 51 QUBS-ből.

Az ilyen qubits készlet használatával a Lukina csapat már eldöntötte valamivel fizikai problémák, Rendkívül összetett modellezés a "Classic" szuperszámítógépek segítségével. Például az orosz és az amerikai tudósok képesek voltak kiszámolni, hogy a részecskék nagy felhője, amelyek egymáshoz kapcsolódnak, a korábban ismeretlen effektek észlelése. Kiderült, hogy az izgalom csillapítása a rendszerben, valójában végtelenül bizonyos típusú oszcillációk maradhatnak és fenntarthatók, mely tudósokat nem gyanították.

A számítások eredményeinek ellenőrzése érdekében Lukin és kollégái speciális algoritmust kellett fejleszteniük, amely lehetővé tette, hogy hasonló számításokat végezzen nagyon durva formában a szokásos számítógépeken. Az eredményeket általában egybeesett, megerősítette, hogy a Harvard-i tudósok 51-köbös rendszere a gyakorlatban működik.

A közeljövőben a tudósok a kvantum számítógéppel kapcsolatos kísérleteket kívánnak folytatni. Lukin nem zárja ki, hogy csapata megpróbálja elindítani a híres Quantum Shore algoritmust rajta, amely lehetővé teszi, hogy a meglévő titkosítási rendszerek nagy részét az RSA algoritmuson alapuljon. Lukin szerint a kvantumpiac munkájának első eredményével rendelkező cikket már elfogadták az egyik szakértői tudományos folyóiratok egyikében.

A Harvardon dolgozó orosz és amerikai tudósok létrehozták és ellenőrizték a világ első 51-Cubic Quantum számítógépét - az ilyen komplex számítástechnikai rendszert.

Ezt mondta Harvard University professzor, az orosz kvantumközpont (RCC) társalapítója Mikhail Lukin, jelentse a RIA Novosti-t.

A fizikus a Moszkvában a Quantum Technologies ICQT-2017 nemzetközi konferenciáján beszélt.

Ez az eredmény lehetővé tette, hogy a Lukin Csoport vezetője legyen a "verseny" vezetőjévé, hogy teljes körű kvantumprogramot hozzon létre, amely több éve nem hivatalos a világ vezető fizikusai között.

A Quantum Computers olyan speciális számítástechnikai eszközök, amelyek hatalma exponenciálisan növekszik a kvantummechanikai törvények használatával a munkájukban.

Minden ilyen eszköz kockákból áll - memória sejtekből és ugyanakkor primitív számítástechnikai modulok, amelyek képesek a nulla és egység közötti értékek spektrumát megtartani.

Ma két fő megközelítés van a hasonló eszközök fejlesztéséhez - a klasszikus és adiabatikus.

Az elsőnek az elsődleges támogatói egy univerzális kvantumkódot, kockákat hoznak létre, amelyekben betartaná a szokásos digitális eszközök működését.

A hasonló számítástechnikai eszközzel való együttműködés ideális esetben nem lesz nagyon eltérő mérnökök és programozók a rendes számítógépek kezelésében.

Az adiabatikus számítógép könnyebb létrehozni, de közelebb kerül a 20. század elején lévő analóg számítógépekhez, és nem a modernitás digitális eszközeihez.

A tavalyi évben az USA-ból, Ausztráliából és számos európai országból származó tudósok és mérnökök számos csapata kijelentette, hogy közel álltak hozzá egy hasonló gép létrehozásához.

Az informális verseny vezetőjét John Martinis csapatának tekintették a Google cégéből, egy univerzális kvantum-számológép szokatlan "hibrid" változata, amely az analóg és a digitális megközelítés elemeit ötvözi az ilyen számításokhoz.

Lukin és kollégái az RCC és a Harvard körül mentek a Martinis Group, amely most dolgozik egy 22 köbös számítástechnikai gép létrehozása, a nem vezetõ, mint tudósok a Google-tól, és egzotikus "hideg atomok".

Mivel az orosz és amerikai tudósok felfedezték, a speciális lézer "sejtek" és az ultra-alacsony hőmérsékletre hűtött atomok halmaza kvantum számítógépes kockákként használható, amelyek meglehetősen széles körülmények között megőrzik a munka stabilitását. Ez lehetővé tette a fizikusok számára, hogy létrehozzák a legnagyobb kvantum számológépet 51 QUBS-ből.

Az ilyen qubits készlet segítségével a Lukina csapat már megoldott több fizikai problémát, rendkívül összetett a modellezéshez a "Classic" szuperszámítógépek segítségével.

Például az orosz és az amerikai tudósok képesek voltak kiszámolni, hogy a részecskék nagy felhője, amelyek egymáshoz kapcsolódnak, a korábban ismeretlen effektek észlelése. Kiderült, hogy az izgalom csillapítása a rendszerben, valójában végtelenül bizonyos típusú oszcillációk maradhatnak és fenntarthatók, mely tudósokat nem gyanították.

A számítások eredményeinek ellenőrzése érdekében Lukin és kollégái speciális algoritmust kellett fejleszteniük, amely lehetővé tette, hogy hasonló számításokat végezzen nagyon durva formában a szokásos számítógépeken. Az eredményeket általában egybeesett, megerősítette, hogy a Harvard-i tudósok 51-köbös rendszere a gyakorlatban működik.

A közeljövőben a tudósok a kvantum számítógéppel kapcsolatos kísérleteket kívánnak folytatni. Lukin nem zárja ki, hogy csapata megpróbálja elindítani a híres Quantum Shore algoritmust rajta, amely lehetővé teszi, hogy a meglévő titkosítási rendszerek nagy részét az RSA algoritmuson alapuljon.

Lukin szerint a kvantumpiac munkájának első eredményével rendelkező cikket már elfogadták az egyik szakértői tudományos folyóiratok egyikében.

Az "orosz mező" projekt megvalósításának költsége részben az Orosz Világ Alapítvány által biztosított források vonatkozik

A közelmúltban a Harvard Ground of Fizika Mikhail Lukin sikerült létrehozni - valójában az olyan anyag hasonlóságát, amely nem az atomokból származik, hanem a könnyű kvantából. Ez egy alapvető felfedezés, - korábban a fotonikus anyag csak elméletileg, közvetlen gyakorlati alkalmazással rendelkezik: a fotonok kölcsönhatása alapján számítástechnikai logikát hozhat létre a kvantum számítógépekhez. Bár ez egy távoli jövő esetében, de most a Lukina csoport dolgozik, hogy kommunikációs eszközöket hozzon létre az abszolút védett kommunikációs rendszerekhez.

Mikhail Lukin, - Harvard professzor egyetemi és részmunkaidős az orosz kvantumközpont nemzetközi tanácsadó testületének részmunkaidős vezetője. Ő az egyik legértékesebb fizikus orosz származású. Csoportja nemcsak a fotonikusok alapvető tanulmányai, hanem technológiai alkalmazásával is foglalkozik. Sőt, nem csak a területén kvantum kommunikáció, vagy kvantum számítástechnika, hanem a kérelmet az orvostudomány: nyáron az idén, a Lukin csoport létrehozott gyémánt, segítségével, amely szelektíven és ellenőrzött megöli a rákos sejteket. "Lenta.ru" beszélt a tudósokkal arról, hogy az új felfedezés hogyan hozhatja meg a teljes kvantum számítógépek megjelenését, függetlenül attól, hogy az alapfizika könnyen orvosi indításokká válik, és mit csinál Skolkovo-ban, Bostonban dolgozik.

"Lenta.ru": Az utolsó cikkben a foton anyag létrehozására utal. Ami?

Hadd próbáljam megmagyarázni egy egyszerű példát. Jelenítse meg két lézersugarat, amelyet egymás átkel. Ezeknek a kötegek fotonjai semmilyen módon nem lépnek kapcsolatba, áthaladnak egymással, anélkül, hogy egymást befolyásolnák, mint két hullám a tó felszínén. Ez annak köszönhető, hogy a fény, a fotonok, - az alapvetően nem kölcsönhatásban lévő részecskék. Ha azonban ugyanazon lézersugarak nem térnek vissza vákuumban, hanem egyfajta környezetben, például üvegben, a helyzet megváltozik. A különböző gerendák fénye kölcsönhatásba léphet: a sugarak elhúzódnak egymásnak, vagy az egy kötegen lévő sebesség a másik intenzitásától függően változik.

Miért történik ez? Az a tény, hogy maga a fény megváltoztatja azt a médiumot, amelyben elterjedt. Általában nagyon gyenge, de változások. A megváltozott tápközeg eltér egymástól eltérő elektromágneses sugárzásban -, és a fotonok kölcsönhatása alatt áll.

Mindez sokáig van. A hasonló kölcsönhatásokkal foglalkozó fizika területe már csaknem fél évszázadban létezett, és nemlineáris optikának nevezik. Bennében a szovjet tudósok nagyszerű hozzájárulást tettek. Azonban eddig senki sem sikerült kényszeríteni az interakciót nem lézer sugarak, hanem különválasztani a fényt.

Elvileg elméletileg több mint sok gondolat. 20-30 évvel ezelőtt elméleti előrejelzések történtek azzal kapcsolatban, hogy szerdán szerdán szerdán kell elvégezni, hogy a fotonok belsejébe lépjenek. Az ilyen egzotikus tárgyak létezésének lehetősége - a fotonpárok előrejelzése - lényegében foton molekulák. Ebben a cikkben Természet.Amitről beszélsz, leírtuk, hogyan sikerült végül kezeltünk az ilyen párokat. Valójában foton anyagnak nevezik - az a tény, hogy erősen hasonlítanak a molekulákra, de nem az atomoktól, hanem a fotonoktól.

Itt hozzá kell adni, hogy az interaktív fotonok tanulmánya nemcsak önmagában is érdekes. Közvetlen gyakorlati alkalmazással rendelkezik az információs technológiákban, a kommunikációban. A dolog az, amit. Egyrészt az a tény, hogy általában a fotonok nem kölcsönhatásba lépnek, nagy előnye, mint az információ hordozója. De másrészt, ha azt szeretnénk, hogy valahogy olyan feldolgozási információkat, amelyeket a fény segítségével továbbítanak, akkor bármilyen kapcsolót, néhány logikai elemet kell készítenie. És erre szükséged van, hogy valahogy érintkezésbe kerüljön egymással. Most a fényt elsősorban csak az információátvitelre használják, és manipulálva le kell fordítani néhány elektromos jelre. Ez kényelmetlen, lassan és nem hatékony. Ezért, ha sikerül kényszeríteni a fotonokat, hogy kölcsönhatásba léphessünk egymással, akkor képesek leszünk teljesen foton eszközök feldolgozási információt létrehozni.

Hogyan van a környezet, amelyben a foton anyag van?

A telepítésünkben hűtött rugidium atomokból áll, amelyek elegendően sűrű atomgázt alkotnak. Ebben a médiumban a fény nagyon lassan terjed. Vagyis a vákuumhoz képest a fénysebesség bármely környezetbe esik, ez érthető, de a ez az eset A fotonok szinte megállnak - a sebességük körülbelül száz méter / másodperc. Egy ilyen "STOP LIGHT" módszert közzétettünk 2001-ben (trent.ru ezen a munkán).

Képek: Firstenberg et al., Természet, 2013

Az ilyen közegben történő terítés, a fotonok, amint azt az atom gerjesztéssel kell húzni. Ennek köszönhetően valójában könnyű és lelassul. De a legérdekesebb dolog az, hogy az atomok ebben a környezetben kezdődik, hogy befolyásolja annyira egymással, hogy ezek a kölcsönhatások át fotonok, és a fotonok, mintha kezdenek vonzzák egymást. Ennek eredményeképpen a fotonok elsősorban hatékony tömeget kapnak, másodszor pedig a kölcsönös vonzerőnek köszönhetően koherens állapot alakul ki, ami hasonlít egy molekulára. A fotonok viselkedését ilyen közegben való viselkedését leíró törvények nagyon hasonlítanak a részecskék masszív atomok tömegével rendelkező részecskék viselkedésére.

A foton molekula, amelyet sikerült elérnünk, csak a kezdet, mert elvben összetettebb tárgyakat hozhat létre. Először is érdekel a kristályszerkezetek, fotonikus kristályok analógjai.

Ez a foton anyagra vonatkozik, amely nem két fotont tartalmaz, és több?

Nemcsak több, hanem rendszeres időközönként is. Ahhoz, hogy ilyen állapotba kerüljön, a fotonokat vissza kell vonni, és nem vonzza. Elvileg tudjuk, hogyan lehet elérni ezt, és azt hiszem, a kis kristályok biztosan elvégezhetők a közeljövőben.

A foton párok, akiket érted, amennyire értem, meglehetősen stabilak. Vagyis, mint mindenféle foton, nem lehet megállítani, közegben kell mozogniuk, de viszonylag hosszú ideig léteznek egy párban, nem összeomlik, ne forduljanak be, mondjanak egy fotonban. Ugyanakkor, ahogy azt mondta, a környezetben csak a vonzerő erő keletkezik közöttük, repulzió nélkül. Miért történik ez?

A dolog az, hogy ez egy kvantumrendszer. Emlékszel a Bohr atommodelljére, aki idén egy évente évfordulója van. Valóban, a szokásos atomon is van egy pozitívan töltött rendszermag, van egy elektron, és nincsenek repulis erők közöttük, csak attrakció. Az elektron a kernel nem esik, mint tudjuk.

Ez az energia kvantálásának köszönhető, amely lehetővé teszi az elektron számára, hogy mozogjon a kernel körül, és ne összeomlik. Pontosan ugyanaz a történet történik a fotonjainkkal. Elvileg csak a vonzerő ereje van közöttük, de annak köszönhető, hogy ez egy kvantumrendszer, nem összeomlik, stabil állapotban van. A helyzet nagyon hasonlít a két atommal rendelkező molekulákban. Vagyis a "foton anyag" nevét ezeknek a részecskéknek a párjai nagyon indokolt, az analógia itt nagyon mély.

Ugyanabban a kérdésben Természet.Ahol megjelent a cikk, a Fukuhara munkája megjelent, ahol egy hasonló párosító hatás nem volt bizonyított a fotonokon, hanem a magnons - virtuális mágneses részecskéken.

Igen, az Emmanuel Bloch csoportot a Max Planck Intézetéből tette. Ez valóban nagyon szokatlan véletlen, mert az általunk munkánk rendszerek teljesen mások, de meglepő módon hasonlóak.

A bolhuscsoport az optikai csapdában rögzített atomokkal dolgozott. Ez egy meglehetősen ismert rendszer, amely lehetővé teszi, hogy több lézer segítségével optikai rácsot hozzon létre, ahol az atomok potenciális kutakban ülnek, viszonylag beszélnek, mint a tojás a dobozban. A kezdeti állapotban mindezen atomoknak van egy spin, vagyis mágneses polarizációjuk egy irányba irányul. Hatás ebben a szerdán, bolhák és kollégák elérte, hogy egy pár atom megváltozott az ellenkezője, majd ez az inverzió elkezdett terjedni a rács mentén.

Ebben az esetben is felmerült egy pár részecskék, csak a nagymértékben, nem fotonok esetében is. Az a tény, hogy a magnonok létezhetnek a kapcsolódó állapotban, elvben ismertek. De a BLOCH csoport először volt, hogy nyomon kövesse a kapcsolódó részecskék szaporítását a közegben. Az ilyen kapcsolódó részecskék hullámfüggvénye nagyon hasonlít a fotonok számára. Kiderül, hogy ez egy ilyen meglehetősen egyetemes hatás.

Emmanuel és én nemrég találkoztam a konferencián. Reggelire, amikor megmutattam neki az adataimat, meglehetősen vicces helyzet merült fel: az adatok olyan hasonlóak voltak, mint a teljesen különböző fizikai folyamatok, amelyek csak "Wau" -nak maradtak.

Igen, de a párnák párjai, a fotonikus anyagtól eltérően sokkal kevésbé kényelmesek a kommunikációhoz. Mondja el nekünk, kérlek, mit tehetsz a foton anyaggal egy gyakorlati tervben?

Munkánk célja a foton logika létrehozása. Olyan rendszerekben, ahol az egyes fotonok kölcsönhatásba léphetnek egymással, létrehozhatunk, mondhatunk, egy-fotonkapcsolókat vagy egyfoton-tranzisztorokat. Az egyik konkrét feladat az, hogy megközelítse a kvantum repeater létrehozását - olyan eszközt, amely lehetővé teszi a kvantuminformációk átadását anélkül, hogy megsemmisítené kvantum természetét.

Mi a kvantum repeater? Természetesen tudod, hogy milyen információkat küldünk egyetlen foton segítségével, amely két állam szuperpozíciójában található. Elméletileg a kulcsfontosságú átvitel egyetlen fotonokkal teljesen megbízható titkosítási technológia, mert minden támadó megpróbál beavatkozni a rendszerbe, és észrevehető lesz az üzenet. Ez valójában kvantumkriptográfia és érdekes. Azonban minden csatornán veszteségek vannak, így a meglévő kvantumkapcsolat csak olyan távolságra korlátozódik, amelyen a legtöbb foton nem vesz el - ezek több tucat, maximum száz kilométer.

Elvben a veszteségek problémája a klasszikus kapcsolatban létezik, de a hagyományos ismétlők segítségével megoldódnak, amelyek jelet kapnak, egy kicsit "tiszta" megismétlődik, és az optikai hálózaton továbbküldik. A kvantumkommunikációhoz az ilyen eszközök analógjaira van szükség. De a probléma az, hogy ha egy fényképen kódolt információt küld, akkor nem tudsz "erősíteni" ( a tipikus példa az ismeretlen polarizációval rendelkező fotonérzékelés - ha a mérés alapja nem egyezik meg a foton polarizációjával, az információ egyszerűen elveszik - kb. "Tape.ru").

A kvantum repeaternek képesnek kell lennie két alapvető dologra. Először is képesnek kell lennie arra, hogy a fotonokkal továbbítják a kvantuminformációkat. Ennek elérése érdekében, ténylegesen dolgozott, amit az úgynevezett "STOP LIGHT". Ebben valójában gyakorlati motiváció volt munkánkban - megpróbáltuk megállítani az impulzust azáltal, hogy információt írnak az atomi ébredésre.

Másodszor, hogy ezt az átjátszást, meg kell tanulnod, hogyan lehet logikai kapcsolókat készíteni a fotonokhoz, a foton logikához. És azokat a kísérleteket, amelyeket most megjelentek, közvetlenül kapcsolódnak az ilyen logika létrehozásához a kvantumszövetők számára.

És foton párok jönnek ebben a számítógépen?

Nem, a kockák külön fotonok. És a logika a vegyületük és a foton molekulák szétválasztása alapján épül fel. Mivel a fotonokat a párokba tudjuk összekapcsolni, bemutatjuk, hogyan hozhatunk létre egy kapcsolót, hol, mondjuk, az egyik fotó jelenléte képes lehet megállítani a másik terjedését. Ez már kiépítheti a számítási logikát.

Természetesen sok munka van itt. A kapcsoló létrehozásához sokszor növelni kell a fotonok közötti kölcsönhatást. De már bemutattuk az alapelveket, és működik. Most egy gyakorlati kulcsban gondolkodhatsz. Valójában független kísérletben már javítottuk még az interakció minőségét (teljesítmény), amelyet közzétett kísérletekben kaptunk.

Reméljük, hogy a kvantumszövetkezők foton anyagot használnak, nem korlátozódnak. A jövőben, alapjaink alapján lehetővé válik a teljes körű kvantum számítógépek létrehozása, amelyek számításokat végeznek. Még mindig nagyon messze van, mert erre több száz, talán több ezer kockát kell létrehoznia. És a kvantum repeater a mi jelenlegi, meglehetősen kézzelfogható, gyakorlati cél.

Nem csak a foton számít. Augusztusban arról van szó, hogy a csoport a gyémántok váratlan alkalmazásait találta meg a nitrogén üres helyekkel. Általában quica-ként használják őket, de hőmérőket tette sem a sejtek, hanem az egyes részei. Honnan jött egy ilyen ötlet?

Most a Cuby fuvarozók szerepében számos rendszert használnak. Ez lehet például, például hűtött szupravezető rezonátorok, egyedi ionok vagy hűtött atomok az optikai csapda. Vagy e munka esetében az úgynevezett NV-központok elektronjai. A fizikailag NV központ csak egy lyuk a gyémánt kristályrácsban, amely egy keverék mellett - nitrogénatom mellett van. Ezek a szennyeződések a hagyományos gyémántokban léteznek, de létrehozhatjuk őket és mesterségesen besugárzást, például nitrogénatomokat. Ezenkívül ezek a központok nagyon kis részecskékben, gyémánt nanokristályokban végezhetők.

Az NV-központ elektronjai, ha a felület közelében található, nagyon érzékenyek a külső környezetre, a hőmérsékletére és a mágneses mezőre. Ez a paraméterek függvénye, nagyjából beszélve, kvantumfejlődésük sebessége. Egyrészt a kvantum számítógépek esetében ez egy probléma - a rendszer állapota törékeny lesz, nehéz lesz tartani egy ilyen kockában. De másrészt az ilyen NV-központok rendkívül érzékeny érzékelőként használhatók.

Az egyediségük az, hogy nagyon kicsiek lehetnek, vagyis nagyon kis mennyiségben mérhetjük a mezőket és a hőmérsékleteket. Természetesen megpróbáltuk ilyen nanokristályokat használni olyan alkalmazásokhoz, ahol a mikroszkópos méret előnye. Például a komplex biomolekulák spektroszkópiájához szobahőmérsékleten vagy a sejt egyes részei hőmérsékletének mérésére. Ebben a cikkben tanulmányoztuk a gyémánt NV-központok mikroszkopikus hőmérőként történő használatának lehetőségét.

Az ilyen nanokristályok nem csak egy teljesen új eszköz a biológusok számára. Ezenkívül potenciálisan a rákos sejtek szabályozott megsemmisítésének módja. És ebben az értelemben egy példa arra, hogy egy teljesen alapvető tanulmány, az ilyen "kék ég kutatás", vezethet valódi alkalmazások fejlődéséhez. Már van egy pár induló, aki megpróbálja megvásárolni ezt a technikát.

Ezek az indítók?

Az egyikük teremtette a korábbi postcotot, a második az én volt diákom. Csak külső tanácsadó vagyok. Vagyis egy kicsit ismerek, ami ott van. Nagyon érdekes megfigyelni, hogy a kutatások valódi alkalmazásokká válnak.

Az orosz kvantumközpont tudományos tanácsadó testülete Skolkovóban, de maguk nem működnek Oroszországban. Bár sok kollégád most költözött ide. Hogy történt?

Amikor valójában Skiolkovót hoztak létre, megpróbáltam javasolni egy nagy laboratóriumot Moszkvában. De én általában nem híve az építési nagy birodalmak, úgy tűnik számomra, hogy ha vannak nagy csoportok, amelyekben több száz ember munkáját, akkor a fej tényleg nem érdekeltek a tudomány, azt kell elsősorban a menedzser. És az emlékezetemben soha nem véget ért valami jóval.

Az én pozícióm az volt, hogy ha Moszkvában olyan aktív központ lesz, amelyben a jó tudósok dolgozni fognak, ötleteikkel, csoportjaikkal, akkor örömmel fogok együttműködni velük és együttműködni. Nem akartam létrehozni a laboratóriumomat Moszkvában. De azt mondtam, hogy segíthetek létrehozni az RCC-t, és különösen megígérte, hogy segítsen megtalálni jó emberekamelyek laboratóriumokat hozhatnak létre. Nos, tanácsot adni, hogyan kell megszervezni.

Ami kevesebb, mint két év alatt jött létre, amit láttam, hogy ez a nyár már lenyűgöző. Számos elméleti és kísérleti csoport létezik, amelyek már komoly kísérleteket kezdnek. Az Alexei Akimov csoportral nyáron közös cikkünk volt Tudomány..

Beszéltünk vele erről a kiadványról. Most SKOLKOVO-ban dolgozik, de ez a telepítés, amelyben valójában, Amerikában gyűjtötték.

Ez igaz. Mindazonáltal most már van egy tudományos élet, már meglehetősen megjelenik Érdekes munkák. Úgy értem, Akimov, Kalachevsky, Lviv, Zhaltikov és Ustinov csoportja ("lenta.ru" írta az utóbbiak létrehozásáról a laboratóriumban).

Nagyon sokat és erőt töltöttem, hogy segítsen abban, hogy mindez jól működjön. Most fő kérdésEz zavar engem - ez a kérdés, hogy milyen jövőben a kvantumközpont vár és hasonló projektek. Ez a kérdés fontos, mert ...

Mert az emberek meg akarják tervezni az életüket ...

Nem csak. Az a tény, hogy az egyik kvantumközpont nem oldja meg az összes problémát. Az ilyen intézmények vagy központok legalább néhány csoportjának kell lennie. Legalább hosszú távú perspektívával kell rendelkezniük - csak így jön létre ez a tudományos környezet.

Személy szerint én vagyok a legcsodálatosabb ebben a történetben, hány vezető globális tudós beleegyezett abba, hogy segítsen létrehozni ezt a központot. És segített, és segített teljesen szabadon. Az orosz valóságért, ez, ahogy megértem, az ügy egyedülálló. Talán ezért történt valami jó.

Moszkva, 14 július- RIA hírek. Az orosz és az amerikai tudósok dolgoznak a Harvard-ben, és ellenőrizték a világ első kvantum számítógépét, amely 51 kuba. A készülék még mindig a legnehezebb számítástechnikai rendszer, a Harvard Egyetem professzora, az orosz kvantumközpont (RCC) társalapítója Mikhail Lukin mondta.

A fizikus számolt be, beszélt egy jelentést az International Conference on Quantum Technologies ICQT 2017, amely védnöksége alatt az RCC Moszkvában. Ez az eredmény lehetővé tette a Lukin csoport, hogy vezetővé váljon a létrehozását egy teljes értékű kvantum számítógép, amely nem hivatalos évekig között több csoport vezető fizikusok a világon.

A Quantum Computers olyan speciális számítástechnikai eszközök, amelyek hatalma exponenciálisan növekszik a kvantummechanikai törvények használatával a munkájukban. Minden ilyen eszköz kockákból áll - memória sejtekből és ugyanakkor primitív számítástechnikai modulok, amelyek képesek a nulla és egység közötti értékek spektrumát megtartani.

Ma két fő megközelítés van a hasonló eszközök fejlesztéséhez - a klasszikus és adiabatikus. Az elsőnek az elsődleges támogatói egy univerzális kvantumkódot, kockákat hoznak létre, amelyekben betartaná a szokásos digitális eszközök működését. A hasonló számítástechnikai eszközzel való együttműködés ideális esetben nem lesz nagyon eltérő mérnökök és programozók a rendes számítógépek kezelésében. Az adiabatikus számítógép könnyebb létrehozni, de közelebb kerül a 20. század elején lévő analóg számítógépekhez, és nem a modernitás digitális eszközeihez.

A tavalyi évben az USA-ból, Ausztráliából és számos európai országból származó tudósok és mérnökök számos csapata kijelentette, hogy közel álltak hozzá egy hasonló gép létrehozásához. Az informális verseny vezetőjét John Martinis csapatának tekintették a Google cégéből, egy univerzális kvantum-számológép szokatlan "hibrid" változata, amely az analóg és a digitális megközelítés elemeit ötvözi az ilyen számításokhoz.

Lukin és kollégái az RCC-ben és a Harvardban sétáltak a Martinis csoportban, amely Martinis Ria Novosti elmondta, hogy egy 22 köbméteres számítástechnikai gép létrehozásával foglalkozik, a nem szupravezetők segítségével a Google-tól és az egzotikus "hideg atomok" .

Mivel az orosz és amerikai tudósok felfedezték, a speciális lézer "sejtek" és az ultra-alacsony hőmérsékletre hűtött atomok halmaza kvantum számítógépes kockákként használható, amelyek meglehetősen széles körülmények között megőrzik a munka stabilitását. Ez lehetővé tette a fizikusok számára, hogy létrehozzák a legnagyobb kvantum számológépet 51 QUBS-ből.

Az ilyen qubits készlet segítségével a Lukina csapat már megoldott több fizikai problémát, rendkívül összetett a modellezéshez a "Classic" szuperszámítógépek segítségével. Például, orosz és amerikai tudósok ki tudják számítani, hogy egy nagy felhő részecskék egymáshoz kapcsolódó viselkednek, kimutatására korábban ismeretlen eredő hatásokat belül. Kiderült, hogy amikor a csillapítás az izgalom a rendszerben, valójában végtelenül bizonyos típusú oszcillációk maradhat és fenntartani, amely a tudósok nem voltak gyanús.

A számítások eredményeinek ellenőrzése érdekében Lukin és kollégái speciális algoritmust kellett fejleszteniük, amely lehetővé tette, hogy hasonló számításokat végezzen nagyon durva formában a szokásos számítógépeken. Az eredményeket általában egybeesett, megerősítette, hogy a Harvard-i tudósok 51-köbös rendszere a gyakorlatban működik.

A közeljövőben a tudósok a kvantum számítógéppel kapcsolatos kísérleteket kívánnak folytatni. Lukin nem zárja ki, hogy csapata megpróbálja elindítani a híres Quantum Shore algoritmust rajta, amely lehetővé teszi, hogy a meglévő titkosítási rendszerek nagy részét az RSA algoritmuson alapuljon. Lukin szerint a kvantumpiac munkájának első eredményével rendelkező cikket már elfogadták az egyik szakértői tudományos folyóiratok egyikében.

Pénteken reggel, július 14-én, a Quantum Technologies nemzetközi konferencián, Mikhail Lukin - az orosz kvantumközpont és a Harvard Egyetem professzora - beszélt a Harvard Egyetemen - teljesen programozható 51-Cubic Quantum Computor létrehozásáról. Első pillantásra egy ilyen eredményt hirtelen áttörésnek nevezhetjük ezen a területen - az ilyen óriások, mint a Google és az IBM csak 50 kocka van kiválasztva a Quantum számítógépen. Szó szerint tegnap a kísérlet részletes leírása megjelent az Arxiv.org Prestrint Serveren. Szerkesztőségi N + 1. Úgy döntöttem, hogy kitalálom, mi történt, és mi várhat az új kvantum számítógépről.

Röviden a Quantum Computers - univerzális és nem jogosulatlan

Mit néz ki egy 51 köbös számítógép?

Foglalkozunk a fizikusok által létrehozott rendszerrel Új Munka. A kockák szerepét az optikai csapdában rögzített hideg rubidi atomok játszják. Maga a csapda 101 optikai csipesz (fókuszált lézersugár) tömbje. Az atomot az elektromos mező gradiensének köszönhetően az Atom tartja - az elektromos mező gradiensének köszönhetően vonzza a területet, amely a csipeszek fókuszpontján helyezkedik el. Mivel az összes csipesz egy sorba épül, minden számítógépes atomok is beépülnek a láncba.

A "nulla" mindegyik Rubidi atomok számára a fő, fel nem használt állapot. "Egység" - speciálisan felkészült Redberg állam. Olyan izgatott állapot, amelyben a Rubida külső elektronja nagyon messze van a magtól (az 50., 100., 1000. orbitális), de még mindig kapcsolódik hozzá. A nagy sugár miatt a Rydberg Atoms integrálódni kezd (Repel) sok távolságra, mint a szokásos. Ez a repulzió, és lehetővé teszi számunkra, hogy egy sor 51 Rubidi atomot egy erősen kölcsönhatásban lévő részecskék láncába fordítsuk.

A kockák állapotainak szabályozásához külön lézerrendszert használnak, ami izgatja őket a Redberg állapotban. Az új számológép fő és legfontosabb jellemzője az, hogy közvetlenül címezzék az 51 QUBIT mindegyikét. Vannak még bonyolultabb atom együttes, amelyben kusza kvantumállapotok figyelhetők meg (az utóbbi időben már mintegy 16 millió atomot összekeveri egy photomon interakció), és a kvantum-modellezés végeztünk több mint száz hideg atomok. De mindezen esetekben a tudósoknak nincs lehetősége arra, hogy pontosan ellenőrizzék a rendszert. Ezért az új rendszert teljesen programozható kvantumprogramnak nevezik.

A kvantum számítógép minden számítása értelemben van egy igazi kvantumrendszer modellezése. Az új munka fő részét egy jól ismert kvantumrendszer modellezésére fordítják - az ISING modellt. Ez írja le a láncot (ebben az esetben) a nem nulla pörgetésekkel rendelkező részecskék (mágneses pillanatok), amelyek kölcsönhatásba lépnek a szomszédokkal. Az ISING modellt gyakran vonzza a mágnesesség és a mágneses átmenetek leírásához szilárd anyagokban.

A kísérlet a következőképpen épült. Először a részecskéket lehűtjük és optikai csipeszekké alakítottuk. Ez egy valószínűségi folyamat, így először a részecskék tömbje kaotikus volt. Ezután a mérési és beállítási sorozatok segítségével egy nem fertőző tömböt hoztak létre több mint 50 hideg atomból, főként egy kivitatlan állapotból. A következő szakaszban az optikai csipeszek kikapcsoltak, és ugyanakkor olyan rendszert tartalmazott, amely izgatta az atomokat a Redberg államba. Egy ideig a rendszer a van der Waals erők hatása alatt alakult ki - az atomok elfoglalták a leginkább "kényelmes" pozíciókat, majd a csipeszek ismét az evolúció eredményét vizsgálták.

Attól függően, hogy a hideg atomok közel vannak az izgalmas impulzushoz, a fizikusok az evolúció különböző eredményeit figyelték meg. Ez annak köszönhető, hogy a Rydberg atomok képesek elnyomni a szomszédok gerjesztését a Rydberg államoknak (erős repulzió miatt). A tudósok figyelték rendszerek, amelyekben a atomok után evolúció elrendelték, hogy minden pár között a szomszédos atomok Redberg szigorúan egy szigorúan két vagy három közönséges szigorúan.

Érdekes módon a szabad evolúció után nagyon rendezett struktúrák kialakulása nagyon nagy valószínűséggel történt - még 51 hideg atom esetében is.

Annak érdekében, hogy az evolúciós folyamat hogyan történik, a tudósok bevitték a csipeszeket, és "fényképezett" a rendszer különböző időpontokban. Kiderült, hogy egyes esetekben az egyensúlyi állapot alakulása nagyon lassan történt: a rendszer sokáig több állam között luorogott. Ez az eredmény megerősíthető a bruttó klasszikus modellezéssel, beleértve a szomszédos atomok szomszédos és következő közötti kölcsönhatás elemzését.

Hasznos?

Ez az egyik olyan eset, amikor a kvantummodellezés igazi új hatást jelent. Érdemes megjegyezni, hogy lehetetlen egyszerűen szimulálni a rendszer 51 hideg atomot egy klasszikus számítógép segítségével. Ha csak az összes lehetséges állapotot írja le, akkor 2 51 bitet vesz fel (Petabyte közelében). Erősítse meg, hogy ez a hatás csak egy durva modellezés volt a klasszikus számítógépen.

Érdekes módon pontosan az inverz helyzet kvantum-kémiai számítások alatt következik be - a klasszikus számítógépek csak hozzávetőleges becslést biztosítanak a tulajdonságokról komplex rendszerekA hatalmas számítástechnikai erőforrások kiadása. Ugyanakkor ezeknek a feltétel nélküli kvantumrendszereknek a közvetlen elemzése pontos eredményt ad.

És mi mást fog adni hasznos?

A nyomtatás végén a szerzők hagyományosan olyan területeket vezetnek, amelyekben az új fejlesztés hasznos lehet. Néhányan felsorolhatók: a nagyszámú részecskékből álló szuperpozíciók létrehozása, a spin rendszerek topológiai állapotainak vizsgálata. A fizikusok külön megjegyezni, hogy az algoritmus jól alkalmazható megoldási rendszer optimalizálási problémák, amelynek méretei nyilvánvalóan meghaladja a határértéket távol a hagyományos számítógépek. Ezek a feladatok magukban foglalják a kémiai reakciók és képzés modellezését.

Mikhail Lukin és kollégái rendszere által létrehozott, most kvantumszimulátorként működik - szimulálja olyan rendszereket, mint magukat. Azonban érdemes megjegyezni, hogy a fizikusok már sikerült volna logikai kötelékeket létrehozni a különálló párok a Rydberg atomok között, amelyet zavart okozhat. Ezért azt mondhatjuk, hogy az új rendszerben néhány egyszerű algoritmust (például a lány algoritmust vagy a shore algoritmust szeretnénk végrehajtani. Azonban ebben a szakaszban ezek az algoritmusok nem hasznosak.

Mikhail Lukin (balra) és John Martinis (jobbra) - a csoport feje 49 köbös kvantumpótkát fejleszti a Google-ban

Orosz kvantumközpont

Bizonyos értelemben egy új eszköz már képes megoldani olyan feladatokat, amelyek nem állnak rendelkezésre a klasszikus számítógépekhez - lehetetlen a hagyományos számítógépek finoman szimulálni. De beszélni a hasznos kvantum fölényről, amely már hasznos az alkalmazott feladatokban, korai. Sok tudós megjegyzi, hogy a Quantum Superiority versenye most nem hordoz semmit az alkalmazott számítástechnikai feladatok tekintetében.

Érdemes megjegyezni, hogy az optikai rácsokkal rendelkező atomok kísérletei átadják a klasszikus számítógépek pontos modellezésének korlátozását több évvel ezelőtt. Több tucat összekapcsolt részecskéket használnak. Például a kvantumkövetkezeti jelenségek, a kapcsolódó szuperfluiditás és a szupravezető. Ez a kvantum fölény?

Vladimir Korolev