ИА «Ореанда-Новости» Пресс-служба Инсбрукского университета со ссылкой на статью в журнале Nature Physics сообщила, что австрийские физики на базе кудитов (многоуровневых квантовых битов) создали универсальный квантовый компьютер нового поколения.

Современные квантовые компьютер представляют из себя, как правило, систему взаимодействующих между собою кубитов – квантовых аналогов логических битов. Кубиты обычно представлены атомами водорода, имеющими два энергетических уровня. Однако, кроме кубитов ещё есть так называемые кудиты, представленные куквадрами и кутритами, обладающими тремя и четырьмя энергетическими уровнями. Теоретически кудиты позволяю использовать меньшее число частиц для хранения и обработки информации, однако, взаимодействия между этими «единицами» в квантовом компьютере значительно сложнее. Российские физики смогли создать взаимодействующую систему из двух кутритов, положив её в основу новой вычислительной машины. Кроме того, они разработали систему работы с подобными многоуровневыми квантовыми структурами.

Учёные смогли использовать для создания многоуровневой системы на квантовом уровне ионы кальция, сделав новую сложную схему базой современного квантового компьютера. Ионы кальция имеют по восемь энергетических уровней, семь из которых исследователи смогли использовать для вычислений. Энергетическими уровнями ионов кальция, как выяснилось, можно манипулировать, если поместить ион в магнитно-электрическую ловушку, направив на частицу луч лазера в ближнем инфракрасном диапазоне.

Используя данные принципы построения, исследователи создали два прототипа квантового компьютера, основанных на трёх и десяти кудитах. Работа с этими системами показала, что кудитные компьютеры способны выполнять все вычисления, совершаемые компьютерами, основанными на кубитах, при этом в ходе расчётов появилась возможность менять число задействованных энергетических уровней кутритов.

Квантовые компьютеры нового типа пока совершают много ошибок в процессе вычислений, однако, в настоящее время группа специалистов работает над точностью при «включении» того или иного энергетического уровня кудита. Предполагается использование более мощных магнитов и высокочастотных ловушек для того, чтобы «удержать» ионы кальция, говорится в сообщении.

Владимир Мозалевский, ИА «Ореанда-Новости»