Исключительно удачным стал канун Коляд для исследователей из IBM Almaden Research Center (Сан-Хосе, Калифорния) и лаборатории фотоники и физики твердого тела Станфордского университета. Им удалось решить задачу, которая уже на протяжении семи лет была своеобразным вызовом математиков физикам и инженерам. Известно, что при использовании обыкновенных вычислительных алгоритмов число элементарных операций, а значит и время вычислений, необходимых для разложения числа на простые множители (факторизации), возрастает экспоненциально с увеличением разрядности числа. Для достаточно больших чисел (например, 400-значных) задача оказывается невыполнимой для любых мыслимых суперкомпьютеров. Но еще в 1994 г. сотрудник AT&T Labs-Research Питер Шор опубликовал алгоритм, по которому факторизацию произвольно больших чисел можно было бы осуществлять за время, лишь полиномиально зависящее от разрядности чисел. Однако пригоден этот алгоритм был не для обыкновенных компьютеров, а для квантовых. Возможность же создания последних долгое время оставалась под вопросом. И вот алгоритм Шора реализован (Nature 414, 883-887, 20/27.12.2001).

Использованный для этого квантовый компьютер представлял собой пробирку, содержащую 10¹⁸ молекул перфлюоробутадиенила железа (perfluorobutadienyl iron), специально сконструированной химиками из IBM. Каждая такая молекула содержит пять ядер ¹⁹Fe и два ¹³C со спинами 1/2 и, таким образом, представляет собой основу 7-кюбитного квантового процессора. А из теории Шора следует, что этого достаточно для факторизации числа 15. Управление компьютером (программирование) осуществлялось с помощью радиочастотных электромагнитных импульсов, а считывание результатов - с помощью ЯМР-сканера. Результаты эксперимента оказались в прекрасном согласии с теоретическими расчетами и при этом масштабируемыми (т.е. применимыми для n-кюбитных систем). Более того, ученым удалось опробовать и предложенный ими метод коррекции ошибок.

Несмотря на то, что квантовому компьютеру удалось пока справиться с задачкой для первоклассника, результаты эксперимента трудно переоценить. Как отметил менеджер отдела информационной физики IBM Research Нэбил Эймер (Nabil Amer): "Хотя ответ и может показаться тривиальным, но для того, чтобы осуществить это наиболее сложное на сегодняшний день квантовое вычисление, требуется беспрецедентный контроль в процессе его выполнения".

Сергей САНЬКО