Квантови компютри
Изображение: MIT

Квантови компютри разговарят чрез фотонен преводач

Квантови компютри и класически компютри

Няма човек, който да не е пленен от идеята за чарковете на бъдещите квантови компютри. Розови диаманти и студени атоми някой ден ще бъдат част от машините, свързвани с паралелните реалности. Да накараме тези компоненти да комуникират едни с други за сега все още е твърде голямо предизвикателство. Или пък не. Изследователи са успели да намерят начин да накарат компонент да предава ефективно информация към друг, без тя да губи квантовия си характер.

Теоретично квантовите компютри са способни да правят изчисления експоненциално по-бързо от класическите компютри. Те могат да бъдат направени от атоми, свръхпроводници, диамантени кристали и други вещества. Всяко от тях има своите плюсове. Атомите са по-добри, що се отнася до съхраняване на информация, докато свръхпроводниците са непобедими при изчисленията. Устройство, съставено едновременно от двата компонента, ще обедини силните им страни и ще компенсира слабостите им.

Как разговарят помежду си квантовите компютри

Веднъж свързани, тези системи ще разговарят помежду си, чрез изпращане и получаване на фотони. Фотоните ще кодират квантови състояния, но за разлика от токовете и напреженията, интерпретирани от класическия компютърен чип, те не могат да се предават по медни проводници.

Нещо повече. Квантовите правила имат своето изискване един фотон по същество да носи цял честотен обхват, вместо само една честота. За да могат различните компоненти да „разговарят“ чрез фотони, обхватът от честоти на изпращащото устройство трябва да бъде превърнат в друг честотен обхват, с който работи приемащото устройство. Това изисква наличие на трето устройство в квантовата среда, което да се занимава само с конвертирането, като запазва деликатното квантово състояние на честотите.

Такава система са разработили Christine Silberhorn и нейните колеги от University of Paderborn в Германия. Системата включва конветор, който „превежда“ фотони, излъчени от компонент, в инфрачервения спектър. Инфрачервените фотони след това се предават по оптичен кабел до втория компонент. Накрая фотонът е преведен на друга честота, на която приемащият компонент може да го разчете.

Какво да очакваме в бъдеще

До сега е била построена само част от системата. Изследователите от германския университет са конвертирали инфрачервени фотони във видимата дължина на вълната, като са успели да запазят непокътнато квантовото им състояние в 75% от опитите им. Silberhorn твърди, че тази техника може да бъде адаптирана за изграждане на цялостна система.

Следващата стъпка ще бъде да се открие начин как да поберат цялото устройство в един чип, който да може да се произвежда лесно и евтино в големи количества, казва Arka Majumdar от University of Washington в Seattle. „Науката работи“, казва той. „Но мащабното производство е най-големият проблем. Изработването на това устройство в серия от 1000 бройки е изключително трудно“, завършва ученият.

Коментирайте чрез Facebook

Мнения, критики, неточности - пишете ни, не ни жалете!

За Атанас Георгиев

Обичам да следя новостите в областта на биологията, Космоса и технологиите. Това ми дава възможност да ги споделя с Вас, читателите на Technology.bg