Для экспериментальной демонстрации принципиальной возможности осуществления простейших квантовых алгоритмов были использованы самые различные физические системы – органические молекулы, холодные ионы в магнитной ловушке, фотоны.

Но ни одна из этих систем не удовлетворяет требованию “масштабируемости”: увеличение числа кубитов хотя бы до сотни представляется практически нереальным. В качестве возможной альтернативы рассматриваются сверхпроводниковые цепи с джозефсоновскими контактами. Однокубитные операции со сверхпроводниковыми кубитами уже были реализованы. Теперь настала очередь двухкубитных. В работе [1] успешно осуществлены двухкубитные варианты квантовых алгоритмов Дойча и Гровера (см. рис.), основанные на использовании запутанных квантовых состояний.

Томография двухкубитного состояния, формирующегося в результате осуществления алгоритма поиска Гровера.

Хотя характерное время декогерентизации сверхпроводниковых кубитов (~ 1 мкс) на несколько порядков меньше, чем у ионов в ловушке, но зато и операции с ними можно осуществлять гораздо быстрее (в работе [1] для достижения конечного результата потребовалось около десяти операций). И пусть пока в “квантовом процессоре” всего два кубита. Их число можно многократно увеличить путем механического наращивания количества сверхпроводящих контуров с использованием хорошо разработанной технологии. Одно смущает – сверхнизкие рабочие температуры (~ 1 мК). Но за все в этой жизни приходится платить…

1. L. DiCarlo et al., Nature 460, 240 (2009).