ИАА «УралБизнесКонсалтинг» 10.03.2005 г. Как сообщает SpaceDaily, новая архитектура квантовых компьютеров, предложенная сотрудником национального института стандартов и технологий США NIST Эммануэлем Книллем (Emmanuel Knill), позволит создавать надежно работающие квантовые компьютеры при уже достигнутом на сегодняшний день проценте ошибок.

Ключевым фактором, определяющим надежность квантовых компьютеров, является подверженность квантовых состояний внешним воздействиям.

Сегодняшние компьютеры содержат в себе миллионы транзисторов, переключение которых из одного состояния в другое позволяет надежно представлять два возможных логических значения - «0» или «1». В квантовых компьютерах в качестве квантовых бит (так называемых кубит) могут использоваться, например, атомы, магнитные или иные свойства которых могут принимать дискретные значения - «0», «1», или большее их число. Однако крайняя «чувствительность» кубит к внешним воздействиям ведет к появлению ошибок, вызванных даже минимальными шумами электроники.

Для решения проблемы Эммануэль Книлл (Emmanuel Knill) из NIST предложил создать пирамидальную иерарахию кубит и осуществлять телепортацию данных через «ключевые» интервалы, что позволит непрерывно контролировать точность значений кубит. Физики NIST уже демонстрировали успешную телепортацию в прошлом году. Им удалось осуществить передачу квантовых характеристик одного атома другому без создания физической связи между ними.

«В области квантовых вычислений между теорией и экспериментом – дистанция невообразимого размера, – подчеркивает г-н Книлл. – Все равно что пытаться создать современный суперкомпьютер в эпоху вакуумных ламп, еще до изобретения транзисторов». Значение работы состоит как раз в том, что разрыв между теорией и практикой удалось пусть и не преодолеть, но существенно уменьшить, показав, что создание квантовых компьютеров куда проще, чем предполагалось ранее.

Использование предложенной архитектуры позволит обеспечить надежность вычислений с помощью квантовых компьютеров даже в том случае, если доля ошибок при выполнении отдельных логических операций будет достигать 3%. Ранее предполагалось, что этот показатель сначала необходимо улучшить в несколько сот раз. Уровень ошибок, составляющий 3%, уже достигнут, в частности, в NIST при работе с кубитами, материальными носителями которых выступают ионы.

В основе архитектуры – последовательность легко осуществимых процедур регулярного контроля достоверности значений блоков кубит. Процесс контроля состоит в проверке «послойной» иерархии кубит. Так, для осуществления вычислений средней сложности и продолжительности с приемлемой вероятностью ошибок необходимо 36 кубит организовать «послойно» в три уровня с последовательной коррекцией ошибок. В самих вычислениях используются значения только верхнего, наиболее достоверного, иерархического уровня. Чем больше уровней используется, тем выше достоверность результатов.

РБК