Исследователи из компании IBM смогли достичь значительного прогресса в разработке квантовых вычислительных устройств. Сообщается, что уже сейчас достигнут такой уровень производительности и стабильности подобных устройств, который является минимально необходимым для реализации действующего квантового компьютера.
При этом отмечается, что в некоторых задачах квантовые вычисления потенциально могут обеспечить столь высокую вычислительную производительность, которая недостижима ни для одного существующего суперкомпьютера.
Используя различные технологические решения, исследователи компании IBM смогли установить три новых рекорда при осуществлении квантовых вычислений. Эти достижения установлены в сферах снижения уровня ошибок при элементарных вычислениях и сохранении целостности квантовых свойств кубитов. По словам представителя компании IBM Матиаса Стеффена (Matthias Steffen), возглавляющего группу исследователей, работающую в сфере разработки квантовых вычислительных устройств, уже сейчас квантовые вычисления перестают быть лишь объектом лабораторных исследований. Также он заявил, что настало время начинать создавать компьютерные системы, основанные на квантовых вычислениях.
Квантовые вычисления основаны на кубитах (квантовых битах), которые, в отличие от обычных битов, могут одновременно пребывать в состояниях 1 и 0. Это их свойство получило название суперпозиции. Таким образом, квантовые компьютеры способны осуществлять математические операции с обоими состояниями кубита одновременно. В результате, в системе, включающей 2 кубита, можно осуществлять вычисления для 4 значений одновременно; в системе из 3 кубитов — для 8 значений; в системе из 4 кубитов — для 16 значений и т.д. При увеличении количества кубитов вычислительная способность квантовой компьютерной системы увеличивается экспоненциально.
Однако длительное время исследователям не удавалось создавать стабильно функционирующие квантовые вычислительные устройства из-за сложности контроля и устранения квантовой декогерентности — возникновения ошибок в вычислениях, вызванных влиянием таких факторов, как тепло, электромагнитное излучение, дефекты материалов. Именно эти проблемы и удалось устранить исследователям из IBM, что позволяет говорить о возможном скором наступлении эры квантовых вычислений.