тодом квантового відпалу.
У грудні 2012 року представлений новий процесор Vesuvius, який об'єднує 512 кубітів.
У травні 2013 року професор Amherst College з канадської провінції Нова Шотландія Катерина МакГі (Catherine McGeoch) оголосила про свої результати порівняння комп'ютера D-Wave One (процесор Vesuvius) з чотирипроцесорних комп'ютером на основі 2,4 ГГц чіпа Intel з 16 Гб оперативної пам'яті. У першому тесті одну із завдань класу QUBO, добре підходящу для структури процесора, комп'ютер D-Wave One виконав за 0,5 секунди, у той час як комп'ютеру з процесором Intel потурбувалися 30 хв (виграш по швидкості +3600 разів). У другому тесті була потрібна спеціальна програма для «перекладу» завдання на мову комп'ютера D-Wave і швидкість обчислень двох комп'ютерів була приблизно рівною. У третьому тесті, в якому також була потрібна програма «перекладу», комп'ютер D-Wave One за 30 хвилин знайшов рішення 28 з 33 заданих завдань, у той час як комп'ютер на процесорі Intel знайшов рішення тільки для 9 завдань.
Комп'ютери D-Wave працюють на принципі квантової релаксації (Quantum Annealing)
У січня 2014 року вчені D-Wave опублікували статтю, в якій повідомляється, що за допомогою методу кубитовую тунельної спектроскопії ними було доведено наявність квантової когерентності і квантового переплутування в процесорі під час проведення обчислень.
Практичне застосування квантових комп'ютерів
Для практичного застосування поки не створено жодного квантового комп'ютера, який би задовольняв всім перерахованим вище умовам. Однак у багатьох розвинених країнах розробці квантових комп'ютерів приділяється пильна увага і в такі програми щорічно вкладаються десятки мільйонів доларів.
На даний момент найбільший квантовий комп'ютер складений всього з семи кубітів. Цього достатньо, щоб реалізувати алгоритм Шора і розкласти число 15 на прості множники 3 і 5.
Якщо ж говорити про можливі моделях квантових комп'ютерів, то їх, в принципі, досить багато. Перший квантовий комп'ютер, який був створений на практиці, - це імпульсний ядерний магнітно-резонансний (ЯМР) спектрометр високого дозволу, хоча він, звичайно ж, як квантовий комп'ютер не розглядалося. Лише коли з'явилася концепція квантового комп'ютера, вчені зрозуміли, що ЯМР-спектрометр являє собою варіант квантового комп'ютера.
У ЯМР-спектрометрі спини ядер досліджуваної молекули утворюють кубіти. Кожне ядро ??має свою частоту резонансу в даному магнітному полі. При впливі імпульсом на ядро ??на його резонансній частоті воно починає еволюціонувати, інші ж ядра не відчувають ніякого впливу. Для того щоб змусити еволюціонувати інше ядро, потрібно взяти іншу резонансну частоту і дати імпульс на ній. Таким чином, імпульсний вплив на ядра на резонансній частоті являє собою селективну дію на кубіти. При цьому в молекулі є прямий зв'язок між спинами, тому вона є ідеальною заготівлею для квантового комп'ютера, а сам спектрометр являє собою квантовий процесор.
Перші експерименти на ядерних спинах двох атомів водню в молекулах 2,3-дібромотіофена SCH: (CBr) 2: CH і на трьох ядерних спинах - одному в атомі водню H і двох у изотопах вуглецю C в молекулах трихлоретилена CCl2: CHCl -були поставлені в 1997 році в Оксфорді (Великобританія).
У разі використання ЯМР-спектрометра важливо, що для селективного впливу на ядерні спини молекули необхідно, щоб вони помітно різнилися по резонансних частотах. Пізніше були здійснені квантові операції в ЯМР-спектрометрі з числом кубітів 3, 5, 6 і 7.
Головною перевагою ЯМР-спектрометра є те, що в ньому можна використовувати величезну кількість однакових молекул. При цьому кожна молекула (точніше, ядра атомів, з яких вона складається) являє собою квантову систему. Послідовності радіочастотних імпульсів, що виконують роль певних квантових логічних вентилів, здійснюють унітарні перетворення станів відповідних ядерних спинив одночасно для всіх молекул. Тобто селективну дію на окремий кубіт замінюється одночасним зверненням до відповідних кубітів у всіх молекулах великого ансамблю. Комп'ютер такого роду отримав назву ансамблевого (bulk-ensemble quantum computer) ЯМР квантового комп'ютера. Такі комп'ютери можуть працювати при кімнатній температурі, а час декогеренції квантових станів ядерних спинив становить кілька секунд.
В області ЯМР квантових комп'ютерів на органічних рідинах до теперішнього часу досягнуті найбільші успіхи. Вони обумовлені в основному добре розвиненою імпульсної технікою ЯМР-спектроскопії, що забезпечує виконання різних операцій над когерентним суперпозиціями станів ядерних спинив, і можливістю використання для цього стандартних ЯМР-спектрометрів, що працюють при кімнатній температурі.
Основним обмеженням ЯМР квантових комп'ютерів є складність ініціалізації початкового стану в квантовому регістрі. Справа в тому, що у великому ансамблі молекул початковий стан кубітів різне, що ускладн...
