Бозонні комп'ютери

Комп'ютери нового типу більш потужні за класичні, і навіть зможуть конкурувати із квантовими. Принцип їх роботи схожий на принцип роботи квантових комп'ютерів, хоча, на відміну від них, в їх основі лежать процеси взаємодії не з квантами, а бозонами. У звичайних комп'ютерах дані представляються у бінарному вигляді (як нулі та одиниці), що виражається у ввімкненому й вимкненому стані транзистора. Квантові комп'ютери використовують квантові біти, або кубіти, які можуть перебувати також у суперпозиції ввімкненого й вимкненого станів. Ця особливість дає можливість квантовим комп'ютерам проводити паралельні обчислення на фізичному рівні, завдяки чому вони можуть вирішувати громіздкі обчислення із дуже великою швидкістю. У теорії, квантовий комп'ютер із 300 кубітами може одночасно робити обчислень більше, чим є атомів у Всесвіті.

Але збереження кубітів у суперпозиції – досить складне завдання; і воно стає дедалі складнішим, чим більше кубітів використовуються при обчисленнях. Тому, задача створення квантового комп'ютера, могутнішого за звичайний комп’ютер, на практиці стає надзвичайно складною. Нещодавно, дві незалежні групи вчених створили новий тип обладнання, який можна назвати бозонним комп'ютером. Його називають своєрідним мостом між класичними та квантовими комп'ютерами. Такі комп'ютери теж використовують принципи квантової фізики, але не мають потреби в кубітах.

Таким чином, "технологічно їх значно простіше створити, ніж повноцінні квантові комп'ютери", – говорить Мэтью Брум, квантовий фізик з Університету Квінсленду (Австралія). Хоча бозонні комп'ютери теоретично здатні досягати менших потужностей, ніж квантові, але вони все-таки повинні перевершувати класичні по продуктивності. Замість кубітів вони використовують особливий вид часток, відомий як бозони. "У нашому випадку ми використовували фотони", – говорить Ян Уелмслі, квантовий фізик із Оксфордського університету (Англія).Брум та Уелмслі працювали у двох різних незалежних групах, які займалися проблемою створення комп'ютеру на основі концепції, уперше описаної Скоттом Ааронсоном із Массачусетського Технологічного Інституту (США). Такий комп'ютер складається з декількох приладів, кожен з яких створює окремі фотони. Потім фотони надходять у загальну мережу, де вони взаємно впливають один на одного. Виходи з цієї мережі обладнані сенсорами, що аналізують частки. Розрахунки того, на який вихід поступлять ці фотони, – операція, яка називається відбором бозонів, – виходить за межі класичної комп'ютерної науки тим далі, чим більше фотонів бере участь у процесі. У комп'ютері, який розробили Брум із колегами, задіяно всього три фотони; а у комп'ютері Уелмслі та його співавторів – чотири.

Джерело: nanonewsnet.ru