Австралійські дослідники створили найшвидші в світі квантові вентилі на атоми кремнію. Ці пристрої дозволять прискорити роботу квантового комп’ютера приблизно в 200 разів в порівнянні з існуючими аналогами.
Кожна обчислювальна машина потребує логічні вентилі — пристрої, які виробляють логічні операції. В них надходить інформація у вигляді бітів або кубітів. Число вхідних сигналів може бути від одного до трьох. Тобто, наприклад, в двухбітні вентилі надходять два сигнали, які обробляються всередині нього і виходять у вигляді одного потоку інформації. Ці пристрої дуже важливі для забезпечення обчислень, і швидкість їх роботи безпосередньо впливає на швидкодію комп’ютера.
Кубіти, на відміну від бітів, кодують інформацію не двома сигналами — нулями та одиницями, а трьома. Крім значень «0» і «1», вони можуть приймати суперпозицію між цими двома станами. Це забезпечується завдяки використанню в якості кубітів значення спіну електронів. Однак швидкість логічних операцій з кубітами була досить мала і вважалася «вузьким місцем» у швидкодії квантових комп’ютерів.
Але команда вчених з Університету Нового Південного Уельсу в Австралії створила найшвидші в світі двохкубітні квантові вентилі. Для цього дослідники використовували атоми кремнію, які помістили на найближчу можливу відстань. Потім у режимі реального часу вчені стежили за станом спінів електронів в цих атомах.
В результаті авторам роботи вдалося досягти швидкості однієї операції в 0,8 наносекунди. Це приблизно в 200 разів швидше аналогів. Реалізація такої технології довгий час вважалася неможливою, оскільки вимагає високої точності вимірів і великої кількості різного обладнання. Але вчені довели таку можливість і реалізували її на практиці.
За словами фахівців, вони вперше показали, що можна керувати речовиною на атомному рівні і їх технологія володіє масою переваг, головне з яких — висока швидкість роботи.