Ионы защитят секреты Пентагона

Предполагается, что ионная ловушка, позволяющая удерживать заряженные частицы внутри или выбрасывать с помощью комбинации радиочастотных и постоянных напряжений, станет ключевым элементом квантовых вычислительных систем. Квантовые компьютеры используют необычное поведение квантовых точек и фотонов. Благодаря квантовому характеру процессов переноса данных (например, квантовой телепортации) подобные вычислительные устройства могут иметь невероятно большую вычислительную мощность, в несколько тысяч раз превосходящую производительность современных компьютеров. Ионы являются наиболее вероятными кандидатами в квантовые биты — кубиты, элементарные единицы информации в квантовых вычислениях.

Команда NIST ранее уже продемонстрировала работоспособные базовые блоки квантового компьютера, включая такие важные операции, как коррекция ошибок и сортировка данных. Специалистами института была также разработана макроархитектура компьютера, позволяющая реализовать его в массовых масштабах.

Ионная ловушка от NIST характеризуется расположением всех электродов на одном горизонтальном слое, наподобие стандартной архитектуры кремниевых микроэлектронных чипов. Таким образом, один из ключевых компонентов квантового компьютера можно производить с помощью стандартных микроэлектронных производственных процессов. Необходимо только внести некоторые изменения в производственные линии. Чем меньше расстояние между электродами в ловушке, тем быстрее будет работать компьютер. В данной ловушке расстояние между электродами составляет 40 микрон.

Для проверки работы ловушки ученые «закачали» туда различное количество ионов. В ходе тестирования ловушка «поймала» 12, 6, 3, 2 и 1 ион. В настоящее время ведутся работы по созданию более сложных систем с 10–15 ионами.

#gallery#

На сегодняшнее время институт финансируется Национальным агентством безопасности, которое полагает, что с помощью квантовых компьютеров можно будет усовершенствовать системы криптографии данных, создав такие коды, которые практически невозможно взломать.