Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje (JAV) mokslininkai atskleidė naują kvantinės informacijos apdorojimo pavyzdį. Jų rezultatai pasirodė šios savaitės leidinio „Science Express“ internetiniame variante.

Paveikslėlyje: kvantinė von Neumanno architektūros mašina. Du kubitai yra susieti su kvantine magistrale – taip realizuojamas kvantinis procesorius. Kiekvienam kubitui draugiją palaiko kvantinė atmintis bei registras. Kvantinės atmintys kartu su registru sudaro kvantinę operatyviąją atmintį.

Kalifornijos universiteto fizikai sukonstravo integruotąją kvantinę grandinę, kurioje realizuota kvantinė von Neumanno architektūra. Tokios architektūros ypatumas yra tas, kad čia ilgalaikę kvantinę operatyvinę atmintį galima užprogramuoti naudojant centrinį kvantinį procesorių. Visi elementai yra patalpinti viename luste, tad uždegama žalia šviesa kvantinei klasikinio kompiuterio versijai.

Kalifornijos universiteto fizikų sukonstruotosios techninės įrangos pagrindą sudaro superlaidžiosios kvantinės grandinės, kurias reikia atšaldyti iki labai žemos temperatūros norint, kad šios pasižymėtų kvantiniu elgesiu. Tokia architektūra rodo naują kvantinės informacijos apdorojimo pavyzdį ir kartu priartina prie didesnio masto kvantinio objektų integravimo.

Kvantinė von Neumanno architektūros mašina. Du kubitai yra susieti su kvantine magistrale – taip realizuojamas kvantinis procesorius. Kiekvienam kubitui draugiją palaiko kvantinė atmintis bei registras. Kvantinės atmintys kartu su registru sudaro kvantinę operatyviąją atmintį.

Integruotąsias kvantines grandines sudaro du kvantiniai bitai (kubitai), kvantinio ryšio magistralė, du kvantinės atminties bitai ir nustatymo registras. „Skaičiavimo žingsniai užtrunka kelias milijardines sekundės dalis, kas palyginama su klasikiniais kompiuteriais, – aiškina fizikos departamento podoktorantūros stažuotojas Mateo Mariantonis (Mattero Mariantoni). – Visgi didžiausias privalumas išryškėja tuomet, kai tuo pačiu metu reikia atlikti daugybę skaičiavimų. Konstruodami naująją architektūrą, mes pabandėme kvantinę informaciją įrašyti į atmintį ir tuo pačiu metu atlikti kitus kvantinius skaičiavimus“.

„Kvantinės von Neumanno architektūros sistemoje mes sugebėjome atlikti kvantines Furjė transformacijas bei paleisti Tofolio elementą – svarbiausią kvantinę loginę grandinę, padėsiančią tobulinti kvantinius skaičiavimus“, – pabaigia pasakojimą mokslininkas.