Одна из серьезных трудностей, стоящих на пути создания квантового компьютера, заключается в реализации эффективного контроля квантовых состояний и динамики сложных квантовых систем. Это связано с фундаментальным свойством квантовых систем изменять свое состояние при всяком произведенном над ними измерении. С этим связана и другая трудность - проблема наблюдения сложных квантовых систем.

Способ обойти эти трудности предложили недавно сотрудники Массачусетского технологического института и HP Labs Сет Ллойд (Seth Lloyd), Эндрю Дж. Лэндал (Andrew J. Landahl) и Жан-Жак Э. Слотин (Jean-Jacques E. Slotine). Суть его заключается в реализации простых универсальных квантовых интерфейсов (квантовых портов входа и выхода) на основе простых двухуровневых систем (кюбитов). А уже они должны взаимодействовать с системой, над которой осуществляется контроль или наблюдение. Авторы доказывают, что при весьма реалистичных условиях способность контролировать или наблюдать такие кюбиты позволяет контролировать или наблюдать и саму систему. Если с помощью таких интерфейсов объединить достаточно много квантовых систем, то это и был бы путь к созданию квантового компьютера.

Упрощенная схема квантового компьютера, в котором низкоразмерные квантовые системы объединены с помощью квантовых интерфейсов и который способен выполнять квантовые логические операции, а также производить обмен информацией между любыми двумя подсистемами.

Полный текст статьи можно скачать с arxiv.org/pdf/quant-ph/0303048.

Сергей САНЬКО,
[email protected]