Ученые защитили квантовый компьютер алмазной оболочкой

В алмазах, помимо атомов углерода, обычно также присутствуют атомы примесей. Чем больше примесей в камне, тем ниже он ценится, но ученым нужны были именно алмазы с примесями. Созданный ими квантовый компьютер состоял из двух кубитов — квантовых битов, роль одного из которых выполняло ядро азота, а другого — электрон. Точнее, кубитами были их спины — характеристики «вращения» субатомных частиц.

Исследователям удалось разработать метод изолирования кубитов от внешней среды с помощью микроволнового излучения так, чтобы это не приводило к декогеренции. По словам разработчиков, предложенная ими технология позволит увеличить надежность твердотельных квантовых компьютеров и упростить их масштабирование.

Исследователи подтвердили квантовое поведение устройства, заставив его выполнять алгоритм Гровера, применяющийся при поиске в неструктурированном каталоге. Например, если требуется найти человека в телефонной книге, зная только его номер телефона. Классические компьютеры справляются с такими задачами хуже квантовых.

В основе потенциальных преимуществ квантовых компьютеров лежат необычные законы квантового мира. Там, где обычные компьютеры последовательно перебирают различные варианты, квантовые способны сразу выдать результат. Это происходит потому, что квантовая система может находиться одновременно в разных состояниях. Исследователь получает ответ, когда производит измерение квантовой системы. При этом множество вариантов «схлопывается» в однозначный ответ. Такой ответ может считаться верным только с некоей вероятностью, но проводя множество измерений, возможность ошибки можно практически исключить.