И что самое важное в этой истории, команда из сиднейского Australia University of New South Wales (UNSW) использовала для практического подтверждения своей теории самый обыкновенный кремниевый ( силиконовый) чип. Известный журнал Nature Nanotechnology описывает работу инженеров как настоящий прорыв в квантовой компьютеризации средств вычисления и обработки различной информации, особенно отмечая отсутствие необходимости применения сложных материалов вроде модного нынче графена или создания особых условий для успешного функционирования самой машины.
Квантовый программный код, созданный специалистами из UNSW, использует в качестве опорной структуры известный феномен квантовой запутанности. Тот самый, что Альберт Эйнштейн описывал как контакт без контакта. Чтобы приблизительно и в упрощенной форме представить себе такую запутанность, достаточно вообразить себе двух астронавтов, один из которых находится на орбите , например, Венеры, а другой приближается к Альфе Центавра. И вот, находясь на расстоянии световых лет друг от друга, они при этом контактируют между собой так, словно располагаются в пределах прямой видимости или даже на расстоянии вытянутой руки. Феномен запутанности нарушает локализацию объектов, на них перестаёт воздействовать расстояние и некоторые другие физико-математические характеристики, которые ограничивают объекты и их действия в обычном мире.
Последние 50 лет физики пытаются выявить и закрепить границы, разделяющие квантовую и нашу обыденную, с действующими традиционными физическими законами, вселенные. Ярким достижением на этом пути стала теорема о Неравенстве Белла, в своей основе предполагающая, что мы не можем воссоздать условия для создания описания свойств и действий частиц квантового мира. Белл предложил тест для проверки, действительно ли частицы находятся в состоянии квантового запутывания. Этот тест фактически очень трудно или почти невозможно провести 100% верно, так как любые манипуляции с частицами во время подготовки теста или его проведения, а также неправильное считывание результата приводят к краху всего эксперимента в целом.
« Тем не менее, нам удалось справиться с невыносимо строгими условиями, поставленными Беллом еще в 1964 году. Мы прошли тест и получили лучший на сегодняшний день результат в мире»- отмечает один из членов команды UNSW доктор Juan Pablo Dehollain.
В эксперименте UNSW участвовали две квантовые частицы- электрон и ядро атома фосфора, вокруг которого этот самый электрон вращался. По условиям эксперимента частицы были помещены внутрь стандартного кремниевого чипа. Они фактически оказались одна на другой, так как электрон описывал минимальную орбиту вокруг ядра. Таким образом удалось в определенном смысле поставить под контроль феномен запутанности. Но самое важное в эксперименте, проведенном UNSW , оказалось создание и сохранение условий, при которых две частицы стали работать равноценно, представляя собой такую разновидность кода из двух бит, которая до сих пор была невозможна на стандартных компьютерах. Таким образом группой исследователей была продемонстрирована возможность написания квантового когда для исполнения на стандартном кремниевом чипе. Удачное завершение эксперимента и последующих тестов готовит о том, что применение квантовых технологий возможно при сохранении традиционных и относительно дешевых материалов , используемых для создания CPU.
“ Теперь мы с полной уверенностью можем утверждать, что написание кода для нового поколения компьютеров с опорой на такую деликатную и изменчивую среду как квантовое запутывание уже сегодня является вполне выполнимой и практически оправданной задачей"- отметил Dehollain
Основные отличия обыкновенного и квантового кодинга заключается в возможностях применения принципов суперпозиции . Сегодняшние программисты оперируют двоичным кодом 00, 01, 10 и 11. На квантовом компе принцип суперпозиции разрешает такие комбинации как (01 + 10)или (00 + 11). Обязательным условием для построения таких комбинаций является создание и сохранение квантовой запутанности между двумя частицами.
Главный вывод, который можно сделать из полученных исследователями результатов- скорее всего, в обозримом будущем мы с вами станем свидетелями проявления линейки принципиально новых, квантовых по своей структуре силиконовых процессоров, работающих в привычных ноутбуках и компьютерах.
