«Очарование квантовых компьютеров заключается в беспрецедентной вычислительной мощности, которую они обеспечивают по сравнению с современными технологиями», — сказал доктор Радж Патель из Центра квантовой динамики Гриффита.«Подобно нашему обычному компьютеру, мозг квантового компьютера состоит из цепочек логических вентилей, хотя квантовые логические вентили используют квантовые явления».Главный камень преткновения при создании квантового компьютера заключался в минимизации количества ресурсов, необходимых для эффективной реализации схем обработки.«Подобно строительству огромной стены из множества маленьких кирпичей, большие квантовые схемы требуют для работы очень много логических вентилей.
Однако, если используются более крупные кирпичи, та же стена может быть построена из гораздо меньшего количества кирпичей», — сказал доктор Патель.«Мы демонстрируем в нашем эксперименте, как можно построить более крупные квантовые схемы более прямым способом без использования малых логических вентилей».В настоящее время даже малые и средние схемы квантовых компьютеров не могут быть произведены из-за необходимости интегрировать в схемы так много этих вентилей.
Одним из примеров является гейт Фредкина (управляемый SWAP). Это вентиль, в котором два кубита меняются местами в зависимости от значения третьего.
Обычно вентиль Фредкина требует реализации схемы из пяти логических операций. Исследовательская группа использовала квантовую запутанность фотонов — частиц света — для непосредственной реализации операции управляемого SWAP.«Существуют алгоритмы квантовых вычислений, такие как алгоритм Шора для разложения простых чисел на множители, для которых требуется операция управляемого обмена.Квантовый вентиль Фредкина также можно использовать для прямого сравнения двух наборов кубитов (квантовых битов), чтобы определить, являются ли они одинаковыми или нет.
Это не только полезно в вычислениях, но и является важной особенностью некоторых протоколов безопасной квантовой связи, цель которых состоит в том, чтобы проверить, что две строки, или цифровые подписи, совпадают », — сказал профессор Тим Ральф из Университета Квинсленда.Профессор Джефф Прайд из Центра квантовой динамики Гриффита является главным исследователем проекта.«Что интересно в нашей схеме, так это то, что она не ограничивается простым контролем, заменяются ли кубиты, но может применяться к множеству различных операций, открывая способы эффективного управления более крупными схемами», — сказал профессор Прайд.
«Это может дать толчок приложениям, которые до сих пор были вне досягаемости».