Физики из университета Инсбрука использовали для создания компьютера захваченные ионы кальция. Каждый из этих атомов имеет восемь состояний, из которых ученые использовали до семи для расчетов.
Работа всех существующих компьютеров основана на двоичной системе. Данные хранятся в виде нулей и единиц, а все расчеты выполняются в бинарной системе. Аналогичный подход используется при создании квантовых компьютеров. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, ученые показали, что можно выйти за пределы этого ограничения, используя квантовые свойства атомов.
Физические строительные блоки квантового компьютера могут делать гораздо больше, чем просто ноль и единица. Ограничение двоичными системами лишает эти компьютеры большей части их истинного потенциала.
Мартин Рингбауэр, физик из Университете Инсбрука и соавтор работы
Ученые сконструировали квантовый компьютер таким образом, чтобы можно было использовать весь потенциал атома, используя для вычислений все существующие состояния в качестве кудитов (квантовых цифр). Ионы кальция, используемые для создания устройства, обладают восемью хорошо различимыми энергетическими уровнями.
Физики показали, что, воздействуя на ион кальция с помощью лазера, работающего в ближней части инфракрасного диапазона, можно управлять этими энергетическими состояниями. Для проведения расчетов ученым удалось использовать до семи из этих состояний.
Новая вычислительная модель оптимально настроена на квантовое оборудование, говорят авторы исследования. Они показали, что устройство работает так же надежно, как традиционный компьютер, оперирующий в бинарной системе.
Физики отмечают, что выход за пределы двоичной системы прокладывает путь к значительно более эффективным квантовым вычислениям. Работая с большим количеством кудитов, такой компьютер может достичь большей вычислительной мощности с меньшим количеством частиц.
Изображение на обложке: Harald Ritsch, Universität Innsbruck
