Не так давно на сайте НАСА была замечена статья, опубликованная исследователями компании Google. Несмотря на то, что она, эта статья, достаточно быстро была удалена, многие люди успели ознакомиться с ее содержанием, в котором исследователи Google утверждают, что им удалось достигнуть реального квантового превосходства при решении специфической вычислительной задачи на квантовом компьютере компании. Напомним нашим читателям, что Google, IBM, Microsoft, Intel и некоторые другие технологические гиганты уже давно занимаются созданием квантовых компьютеров, построенных на совершенно иной архитектуре, нежели классические компьютеры. И по прогнозам некоторых ученых и экспертов в данной области, именно компания Google должна была создать квантовый компьютер, которому по силам решение задач, с которыми не могут справиться даже самые мощные из современных суперкомпьютеров.

Компания Xilinx, один из ведущих производителей чипов программируемой логики (FPGA), побила собственный рекорд, выпустив новый чип под названием Virtex Ultrascale+ VU19P. Кристалл этого чипа изготовлен по 16-нм технологии и у него имеется самый высокий показатель плотности логических ячеек на единицу площади и портов ввода-вывода. А всего на кристалле нового чипа располагается 9 миллионов программируемых логических ячеек и 2 тысяч линий ввода-вывода, функции которых задаются пользователем во время программирования.

Призрачный мир квантовой механики обещает нам в будущем быстрый и безопасный Интернет, потрясающие вычислительные мощности квантовых компьютеров и многое другое. И теперь, исследователи из университета Инсбрука и Института квантовой оптики и информатики австрийской Академии Наук сделали еще один шаг навстречу квантовому будущему, установив новый рекорд, имеющий отношение к дальности сохранения квантовой запутанности между частицами света и материи. Исследователям удалось послать фотон света, запутанный с ионом, по оптоволокну на расстояние 50 километров, сохранив при этом, их хрупкую квантовую запутанность.

Известно, что вселенские масштабы выходят далеко за грани возможности восприятия человеческого разума, одних только галактик во Вселенной насчитывается миллиарды миллиардов. И ученые астрономы, путем наблюдений за глубинами космоса постоянно расширяют круг наших знаний об устройстве Вселенной, о происходящих в космосе процессах и т.п. Но не всегда одни лишь наблюдения дают необходимые ученым данные, результаты и ответы на некоторые вопросы, касающиеся в частности движущих сил, отвечающих за формирование и развитие колоссальных космических объектов, таких, как галактики и скопления галактик. Эти данные могут быть получены из другого источника - из расчетов сложнейших математических моделей.

Молодая компания Cerebras из Сан-Диего, Калифорния, США, представила то, что смело можно назвать самым большим в мире полупроводниковым устройством. Этот огромный процессор, площадь которого составляет 46 225 квадратных миллиметров, содержит 400 тысяч вычислительных ядер, изготовленных по технологии 16 нм. Потребление энергии устройством Cerebras составляет 15 кВт, а его назначением является смещение компании Nvidia с господствующей позиции в области самообучающихся нейронных сетей. По имеющейся информации, в настоящее время, по крайней мере один из образцов чипа Cerebras уже работает в составе системы искусственного интеллекта у одного из первых клиентов компании.

До недавнего времени ученые задействовали в экспериментах с квантовой телепортацией квантовые биты, называемые кубитами. Но недавно одной из научных групп удалось произвести квантовую телепортацию того, что можно назвать кутритом (qutrit), частицу информации, основанную на трех квантовых состояниях. Это открывает гораздо большие возможности для технологий квантовых вычислений и коммуникаций, ведь, благодаря этому будущие квантовые сети смогут обмениваться большими пакетами информации, что снижает вероятность возникновения ошибок.

Ученые из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW) создали новый тип квантового логического элемента, состоящего из двух кубитов, реализованных в виде отдельных атомов, размещенных на поверхности кремниевой подложки. Такой двух-кубитовый элемент представляет собой базовый компонент для создания более сложного квантового компьютера. Более того, элемент, созданный учеными UNSW, выполняет одну операцию приблизительно за 0.8 наносекунды, что в 200 раз быстрее, чем это могли делать любые другие логические элементы, основанные на двух спиновых кубитах, заключенных в кремнии.

Непосвященные люди считают, что электрический ток течет совершенно одинаково через одинаковые компоненты наших электронных устройств. Однако, на квантовом уровне электрический ток может быть изображен, как текущий ручей, поверхность которого покрыта тонкой рябью, которая возникает из-за отталкивания электронов и других квантовых явлений в "узких местах" или местах дефектов, возникающих в структуре компонентов на этапе производства. Такие квантовые эффекты, в которых задействованы единичные электроны, приводят к незначительным изменениям вольтамперных характеристик устройств, которые представляют собой уникальный для каждого устройства "квантовый отпечаток пальца".

Ученые-физики из Стэнфордского университета создали устройство, которое можно назвать термином "квантовый микрофон", чувствительность которого достаточно высока для того, чтобы при его помощи можно было измерить параметры отдельных звуковых частиц, называемых фононами. Это новое устройство может стать основой новых видов квантовых датчиков, различных преобразователей и устройство хранения информации для будущих квантовых компьютеров.

Моделирование квантовых вычислительных систем является весьма тяжелой с вычислительной точки зрения задачей. Все происходящее в призрачном квантовом мире подчиняется необычным законам, описываемым целыми системами сложнейших уравнений, и при увеличении количества элементов квантовой системы количество требующихся для ее моделирования вычислительных ресурсов увеличивается по экспоненциальной зависимости. Таким образом, при усложнении квантовой системы выше какого-то уровня, задача ее моделирования становится неподъемной даже для самых мощных из современных суперкомпьютеров.

Специалисты компании Honeywell Quantum Solutions продемонстрировали недавно высокоэффективные квантовые вычислительные операции, используя кубиты на базе пойманных в ловушку ионов. Этот этап является главным шагом на пути к созданию самого мощного квантового компьютера в мире на сегодняшний день. И, согласно планам руководства Honeywell, первая очередь этого "ионного" квантового компьютера должна войти в эксплуатацию уже к концу нынешнего, 2019 года.

В настоящее время ученые из различных групп и организаций прикладывают большие усилия, направленные на создание устройств хранения информации, способных кодировать эту информацию в структуре молекул органических соединений. Наиболее перспективным видом молекул считаются молекулы синтетической ДНК, плотность записи информации которых значительно превосходит плотность записи информации современных жестких дисков. Однако, исследователи из университета Брауна продемонстрировали, что молекулы ДНК являются далеко не единственно возможными "молекулярными носителями информации", Они успешно записали и считали цифровую информацию, используя в качестве носителя сложный раствор, содержащий множество синтетических органических веществ.

Исследователи из Национального университета Йокогамы, Япония, впервые телепортировали квантовую информацию между двумя объектами, заключенными внутри одного кристалла алмаза. Данная технология может стать ключевой технологией в квантовых вычислениях и коммуникациях следующего поколения, при ее помощи можно будет записывать и считывать информацию из защищенного от постороннего доступа хранилища данных, не разрушая ее при этом.

Известно, что явление квантовой запутанности является тем, на чем основана работа квантовых компьютеров. Однако, до последнего времени в распоряжении людей не было надежного метода, позволяющего контролировать квантовую запутанность даже в простейших системах, состоящих из малого количества квантовых битов, кубитов. Но недавно, группа ученых-физиков из Венского университета и австрийской Академии наук разработала метод, потенциально позволяющий обнаруживать и контролировать квантовую запутанность в квантовых системах любого масштаба, что открывает путь к созданию надежных и безошибочных технологий квантовых вычислений.

Ученые из Национального института стандартов и технологий создали то, что можно назвать "атомарным" радиотрансивером, приемником и передатчиком одновременно, и при помощи этого устройства в пределах лаборатории была осуществлена передача одного из известных музыкальных композиций группы Queen. Основой радиотрансивера является так называемый Ридберговский атом (Rydberg atom), который представляет собой атом, находящийся в сильно возбужденном энергетическом состоянии. Такое состояние атомов делает их сверхчувствительными к внешним электрическим и магнитным полям, из которых, как известно, состоят радиоволны.