Исследователи из Йельского университета впервые в истории науки продемонстрировали возможность телепортации не только квантовой информации, но и состояния квантового логического элемента, каждый из которых был представлен отдельным квантовым битом, кубитом.
Эта возможность, осуществляемая в строго заданный и полностью контролируемый момент времени, открывает новый путь для создания новой архитектуры модульных квантовых компьютеров, к которым в случае необходимости, можно будет подключать дополнительные модули, увеличивая вычислительную мощность этих систем.
Естественно, что ключевым моментом в данном достижении является явление квантовой телепортации, которое уже не раз использовалось ранее для передачи квантового состояния (информации) от одного объекта к другому. Используя протокол, теоретически разработанный еще в 1990-х годах, йельские исследователи произвели передачу не только квантовой информации, но и квантовой функции без проведения какого-либо непосредственного физического воздействия на задействованные в этом объекты.
Квантовые логические элементы, кубиты, в которые заложена некая вычислительная функция, необходимы для реализации такого вида квантовых вычислений, которые выполняются множеством небольших систем, объединенных в единую сеть. Согласно существующей теории, такая архитектура позволит избежать возникновения или с легкостью компенсировать ошибки, которые так или иначе возникают при работе квантовых процессоров. Помимо этого, модульная архитектура позволит в будущем без особых затруднений создать большие и сложные вычислительные системы.
Отдельные модули квантовой системы должны быть максимально изолированы друг от друга с целью предотвращения их взаимного влияния. Эта же изоляция, с другой стороны, максимально затрудняет обмен данными между отдельными модулями, и телепортация квантовых функций является той палочкой-выручалочкой, которая позволит обойти данную проблему.
Помимо телепортации квантовой функции, йельские исследователи создали в своей системе цепи с дополнительными кубитами, которые позволяют обнаруживать и немедленно исправлять возникающие ошибки. "Наша работа является первой демонстрацией организации взаимодействия между двумя кубитами, при котором осуществляется передача, как квантовой информации, так и функции квантового логического элемента" - пишут исследователи, - "Это является большим шагом на пути к созданию больших вычислительных систем, которые смогут работать более точно и стабильно за счет наличия вспомогательных кубитов, предназначенных для коррекции ошибок".
