В конце мая этого года канадская компания D-Wave Systems объявила о создании первого квантового компьютера, покупателем которого стала корпорация Lockheed Martin (США) - крупнейшее в мире предприятие военно-промышленного комплекса, в области авиастроения, авиакосмической техники, судостроения, автоматизации почтовых служб и аэропортовой логистики. Компьютер продан и с какой целью его будет использовать Lockheed Martin разумеется не сообщается. Но главный вопрос, как работает этот "черный ящик" D-Wave и является ли он квантовым компьютером, все еще остается открытым.
Ранее эта компания уже представляла 8-ми кубитный квантовый компьютер, однако тогда это вызвало большие сомнения, так как не было представлено никаких доказательств, которые бы говорили о квантовой природе компьютера D-Wave. Работал 8-кубитный компьютер через Интернет, что, как объяснили представители компании, связано с громоздкостью оборудования, необходимого для охлаждения квантового процессора. Спустя 4 года в свежем выпуске Nаture опубликована статья, в которой авторы утверждают о создании 128-кубитного компьютера. По заявлениям D-Wave в своем "квантовом компьютере" в качестве кубитов они используют кольца из сверхпроводящего проводника ниобия Nb с джозефсоновким контактом, пересекающиеся в нескольких местах такими же сверхпроводящими кубитами (рис.3). Вычислительным базисом в кубите из сверхпроводника выступает направление течения тока в проводнике, и, следовательно, направления векторов магнитного поля. Скажем, движение "по часовой стрелке" соответствует "нулю" и соответственно, "против часовой стрелки" - "единице". В 128-кубитном процессоре D-Wave 16 блоков по 8 кубитов в каждом. Система охлаждается до температуры в 10 мК для того, чтобы перевести все кубиты в сверхпроводящее состояние. Интересно знать, насколько правдоподобными являются такого рода заявления компании, ведь по сути, квантовые компьютеры должны работать быстрее классических, ведь в этом случае система из n кубитов находится в состоянии, которое является суперпозицией всех основных 2n cостояний одновременно. Более того, интересно, что в этом "квантовом компьютере" является суперпозицией состояний. Ведь главным отличием квантовых компьютеров от обычных является то, что сохранение, обработка и передача данных происходит не с помощью "битов", а "кубитов" - попросту говоря "квантовых битов". Как и обычный бит, кубит может находиться в привычных нам состояниях "|0>" и "|1>", а кроме этого - в состоянии суперпозиции A·|0> + B·|1>, где A и B любые комплексные числа, удовлетворяющие условию | A | 2 + | B | 2 = 1. Задача создания квантового компьютера и вопрос о суперпозиции кубитов напрямую связаны с так называемой "Копенгагенской интерпретацией" и "Шрёдингеровским котом". Копенгагенская интерпретация предполагает, что на волновую функцию влияют два фактора: изменение функции с течением времени (унитарная эволюция согласно уравнению Шрёдингера) и процесс измерения, причем в процессе измерения система случайно "выбирает" одно из состояний суперпозиции, волновая функция мгновенно изменяется и мы регистрируем именно это состояние. Мысленный эксперимент с котом указывает на то, что в такой интерпретации неполно определена природа самого наблюдения - измерения.
В журнале "Компьютерра" от 1 октября 2001 года опубликована занимательная статья с названием "Из чего же сделаны эти кубиты?..". В относительно простой форме автор рассказывает о возможных вариантах построения квантовых битов, и, как справедливо замечает, "хотя эти системы вряд ли пригодны для построения практически интересных квантовых компьютеров, они уже сыграли очень важную роль, показав, что в принципе квантовые вычисления - это не просто фантазия теоретиков".
разберемся 