Ճապոնիայում վաճառվում են աշխարհի առաջին դյուրակիր քվանտային համակարգիչները. գները սկսվում են 8700 դոլարից

Ճապոնիայում վաճառքում են հայտնվել աշխարհում առաջին դյուրակիր քվանտային համակարգիչները՝ Gemini Mini, Gemini եւ Triangulum, որոնք մշակել է չինական SpinQ Technology ընկերությունը։ Ամենապարզ տարբերակի՝ 2 քյուբիթ հզորությամբ Gemini Mini համակարգչի գինն սկսվում է $8,700-ից, մինչդեռ այս երեքից ամենաթանկ մոդելի գինը կազմում է $58,000:

Ինչպես տեղեկացնում է ճապոնական PC Watch պորտալը, նախկինում SpinQ Technology-ն իր 2-քյուբիթանոց քվանտային համակարգերը մատակարարում էր Չինաստանի, Թայվանի և Կանադայի կրթական հաստատություններին, որտեղ այդ սարքերով ուսանողները սովորում էին քվանտային համակարգերի ծրագրավորման սկզբունքները: Այժմ ցանկացած մարդ կարող է նման սարք գնել։

Gemini Mini-ն կիսադյուրակիր, սկզբնական մակարդակի 2-քյուբիթանոց համակարգ է (քյուբիթների հաճախականությունը՝ 27 ± 1,5 ՄՀց (H) և 11 ± 0,5 ՄՀց (P)), որը հագեցած է սենսորային էկրանով։ Կոհերենտության պահպանման ժամանակը >20 մվ է: Սարքը կշռում է 14 կիլոգրամ՝ 200 × 350 × 260 մմ չափերով և արժե, ինչպես արդեն նշվել է, մոտ 8700 դոլար։ Սարքն ունի ներկառուցված CASTOR ծրագրային ապահովում, որը թույլ է տալիս մոդելավորել 8 քյուբիթի աշխատանք։

Gemini մոդելն արժե մի քանի անգամ ավելի՝ մոտ 43,000 դոլար։ Դեռ լիովին պարզ չէ, թե ինչ առավելություններ ունի այն Gemini Mini-ի համեմատ և ինչու է այն ավելի թանկ: Ինչպես նախորդ մոդելը, Gemini-ն պարունակում է ընդամենը 2 քյուբիթ, բայց կարող է մոդելավորել աշխատանքը 8 քյուբիթ ռեժիմում: Քյուբիթների հաճախականությունը (H) 41,3 ± 2 ՄՀց է: Կոհերենտության պահպանման ժամանակը >20 մվ է։ Սարքը կշռում է 44 կիլոգրամ և ունի 600 × 280 × 530 մմ չափեր։

Triangulum-ը, ի տարբերություն առաջին երկուսի, 3 քյուբիթանոց համակարգ է, որի հաճախականությունը (F) 39,6 ± 1 ՄՀց է: Կոհերենտության պահպանման ժամանակը > 40 մվ է. Այն ունի ներկառուցված ծրագրակազմ՝ SpinQuasar, որը կարող է նաև թույլ տալ ավելի շատ քյուբիթների մոդելավորում: Սարքը կշռում է 40 կիլոգրամ և ունի 610 × 330 × 550 մմ չափեր։

Բոլոր երեք սարքերը կարող են օգտագործվել կրթական նպատակներով, սակայն, գիտական ​​փորձերի համար, ինչպես հաղորդվում է, դրանք պիտանի չեն:

Քվանտային համակարգիչ․ ի՞նչ է դա

Քվանտային համակարգիչը հաշվողական սարք է, որը հիմնված է քվանտային մեխանիկայի երևույթների վրա. ի տարբերություն «սովորական» համակարգիչների, քվանտային համակարգիչները գործում են ոչ թե բիթերով, այլ քյուբիթներով (քվանտային բիթ), ինչը դրանց դարձնում է շատ ավելի արդյունավետ և արագագործ։

Եթե ​​բիթը կարող է կա՛մ 0, կա՛մ 1 արժեք ստանալ, ապա քյուբիթը կարող է միաժամանակ լինել և՛ 0, և՛ 1, ինչը քվանտային համակարգիչներին հնարավորություն է տալիս խնայել շատ ժամանակ և հաշվարկները կատարել շատ ավելի արագ, քան սովորական համակարգիչները: 

SpinQ տեխնոլոգիայի քվանտային համակարգեր

SpinQ Technology-ի քվանտային համակարգերը հիմնված են միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային տեխնոլոգիայի վրա, որն այսօր օգտագործվում է բազմաթիվ ոլորտներում՝ քիմիական արդյունաբերությունից մինչև բժշկություն: Ինչպես նշում է habr.com-ը, ռադիոհաճախականության ճառագայթմամբ որոշ նյութերի ճառագայթումը հանգեցնում է նյութի ատոմների պտույտի ուղղության փոփոխության. այն հնարավորություն է տալիս վերահսկել ատոմների պտույտները մոլեկուլներում և «ստիպել» հարևան ատոմներին փոխազդել միմյանց հետ։ Ատոմների պտույտի փոփոխությունը (0-ից 1) և հարևան ատոմների պտույտների փոխազդեցությունը թույլ է տալիս մոդելավորել մաթեմատիկական գործողություններ և ստանալ արդյունք։

SpinQ քվանտային համակարգերում որպես աշխատող նյութ օգտագործվում է դիմեթիլ ֆոսֆիտ, քառաեդրային մոլեկուլ, որը բաղկացած է ֆոսֆորի մեկ ատոմից (P), ջրածնի մեկ ատոմից (H), թթվածնից և երկու CH3O խմբերից։ Սենյակային ջերմաստիճանում դիմեթիլ ֆոսֆիտը անգույն հեղուկի տեսք ունի:

Շատ փորձագետներ դիմեթիլ ֆոսֆիտը փոքր քվանտային համակարգիչների համար  իդեալական նյութ են համարում. դրանում ֆոսֆորի և ջրածնի ատոմները ծառայում են որպես առանձին քյուբիթներ, դրանք կապված են միմյանց հետ և բավական մոտ են միմյանց արդյունավետ փոխազդեցության և քվանտային հատկությունների դրսևորման համար, սակայն միևնույն ժամանակ, դրանք կարող են վերահսկվել միմյանցից անկախ:

Ընկերության սարքերում դիմեթիլ ֆոսֆիտի մի քանի կաթիլ է տեղադրված հերմետիկորեն փակ կոլբայի մեջ։ Դրա շուրջ մագնիսներ են, որոնք ստեղծում են մինչև 1 տեսլա մագնիսական դաշտ։ Կա նաև երկրորդ մագնիսական օղակ, որը կարգավորում է առաջին օղակի ստեղծած մագնիսական դաշտը:

Մագնիսները և դիմեթիլ ֆոսֆիտը SpinQ Technology-ի քվանտային համակարգիչների երկու հիմնական բաղադրիչներն են: Դիմեթիլ ֆոսֆիտի վրա հիմնված սարքեր ստեղծելու փորձեր արվել են 30 տարի առաջ, սակայն այդ ժամանակ գիտնականներն օգտագործում էին գերհաղորդիչ մագնիսներ, որոնցից, ջերմությունը հեռացնելու համար, պահանջվում էր հովացման հսկայական համակարգ: Չինական քվանտային համակարգերում նման սառեցում չի պահանջվում, ինչի շնորհիվ դրանք բավականին փոքր են։