Построенное в США устройство, по словам его авторов, является новой парадигмой квантовой обработки информации и ключевым компонентом квантовой версии классического компьютера.

Физики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) построили интегрированный квантовый чип на сверхпроводящих кубитах. Чип содержит два кубита (Q1 и Q2 на схеме под заголовком) и квантовую шину связи (B), формирующие квантовый центральный процессор (quCPU).

Также схема включает два бита квантовой памяти (M1 и M2), снабжённых регистрами сброса (Z1 и Z2). Последние позволили реализовать на этих ячейках память с произвольным доступом (RAM). Большая стрелка слева показывает рост частоты колебаний квантовой частицы.

«В нашей новой архитектуре мы исследовали возможность записи квантовой информации в память, одновременно выполняя другие квантовые расчёты, — рассказал ведущий автор проекта Маттео Мариантони (Matteo Mariantoni). — С квантовой архитектурой фон Неймана мы смогли запустить квантовое преобразование Фурье и трёхкубитный квантовый вентиль Тоффоли — это ключевые логические схемы для дальнейшего развития квантовых компьютеров».

Рис. 1. Мариантони демонстрирует установку с квантовым чипом внутри (фото George Foulsham, UCSB).

Опыт показывает, что крупномасштабная интеграция квантовых схем находится в пределах досягаемости, сообщает университет.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Matteo Mariantoni, H. Wang,T. Yamamoto, M. Neeley, Radoslaw C. Bialczak, Y. Chen, M. Lenander, Erik Lucero, A. D. O’Connell, D. Sank, M. Weides, J. Wenner, Y. Yin, J. Zhao, A. N. Korotkov, A. N. Cleland, John M. Martinis Implementing the Quantum von Neumann Architecture with Superconducting Circuits. – Science. – DOI: 10.1126/science.1208517; Published Online September 1 2011.