Группа ученых, возглавляемая исследователями из Йельского Университета, создала первый в мире твердотельный элементарный квантовый процессор, который является первым шагом к созданию квантового компьютера. Этот процессор представляет собой твердотельный сверхпроводимый чип, с двумя квантовыми логическими элементами (qubit), которые могут успешно выполнять элементарные алгоритмы типа простого поиска данных.

«Наш процессор может выполнить только несколько очень простых квантовых задач, решение которых было продемонстрировано ранее, но на уровне отдельных ядер, атомов и фотонов» - рассказал Роберт Шоелькопф (Robert Schoelkopf), профессор физики в Йельском университете. – «Но впервые в истории все эти возможности соединились воедино, и нашли свою реализацию в электронном устройстве, которое представляет собой нечто иное, чем обычный микропроцессор».

Каждый квантовый узел (qubit) представляет собой искусственный атом, составленный из миллиарда атомов алюминия, но действующий как один большой атом, который может иметь два двоичных состояния - 1 и 0, являющиеся основой современной компьютерной техники. Но, каждый такой атом, теоретически может содержать не один бит информации, а гораздо больше, обеспечивая, таким образом, повышенную информационную емкость и вычислительную мощность. Но, все ранее создававшиеся квантовые узлы сохраняли свое состояние очень короткое время – порядка нескольких наносекунд, новые квантовые узлы разработки группы профессора Шоелькопфа способны сохранять состояние в тысячи раз дольше – до нескольких микросекунд, а этого времени уже вполне достаточно для выполнения несложных вычислений и операций. Передача данных между кубитами осуществляется с помощью фотонов по своеобразной «квантовой» шине данных, все внешние подключения этого микропроцессора осуществляются с помощью традиционных электрических проводников.

В дальнейшем ученые собираются продолжать исследования в этой области и намереваются еще увеличить время сохранения состояния кубитов, что позволит выполнять более сложные алгоритмы. Дополнительно будет увеличено количество кубитов, подключенных к квантовой шине данных. По заявлению ученых с добавлением каждого кубита, вычислительная мощность процессора возрастает по экспоненте, таким образом потенциал подобных систем просто огромен.