Группе физиков из Японии, Китая и США впервые удалось построить на практике квантовый компьютер по архитектуре фон Неймана - то есть с физическим разделением квантового процессора и квантовой памяти. Статья ученых появится в журнале Science, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

   В настоящий момент для практической реализации квантовых компьютеров (вычислительных машин, в основу которых положены необычные свойства объектов квантовой механики) физики используют разного рода экзотические объекты и явления - захваченные в оптическую ловушку ионы, ядерный магнитный резонанс. В рамках новой работы ученые полагались на миниатюрные сверхпроводящие схемы - возможность реализации квантового компьютера с помощью таких схем была описана в Nature в 2008 году.

   Собранная учеными вычислительная машина состояла из квантовой памяти, роль которой выполняли два микроволновых резонатора, процессора из двух кубит, соединенных шиной (ее роль тоже играл резонатор, а кубиты представляли собой сверхпроводящие схемы), и устройств для стирания данных. При помощи этого компьютера ученые реализовали два основных алгоритма - так называемое квантовое преобразование Фурье, и конъюнкцию при помощи квантовых логических элементов Тоффоли.

   Первый алгоритм представляет собой квантовый аналог дискретного преобразования Фурье. Его отличительной особенностью является гораздо меньшее (порядка n²) количество функциональных элементов при реализации алгоритма по сравнению с аналогом (порядка n 2ⁿ). Дискретное преобразование Фурье применяется в самых разных областях человеческой деятельности - от исследования дифференциальных уравнений в частных производных до сжатия данных.

   В свою очередь квантовые логические элементы Тоффоли представляют собой базовые элементы, из которых, с некоторыми дополнительными требованиями, можно получить любую булеву функцию (программу). Отличительной особенностью этих элементов является обратимость, что, с точки зрения физики, среди прочего позволяет минимизировать тепловыделения устройства.

   По словам ученых, созданная ими система обладает одним замечательным плюсом - она легко масштабируется. Таким образом, она может служить своего рода строительным блоком для будущих компьютеров. По словам исследователей, новые результаты наглядно демонстрируют перспективность новой технологии, пишет Лента.РУ.

   NASA определилось с датой падения спутника UARS (Upper Atmosphere Research Satellite - Спутник для изучения верхних слоев атмосферы). Планируется, что аппарат войдет в атмосферу в пятницу, 23 сентября. Информация о том, что падение аппарата состоится именно в этот день появлялась достаточно давно.

   Аппарат UARS привлек к себе повышенное внимание СМИ и публики в начале сентября 2011 года, когда стало известно, что в ближайшее время аппарат сойдет с орбиты. Расчеты показывают, что некоторые фрагменты (26 штук суммарной массой 532 килограмма) аппарата могут достигнуть поверхности планеты. Самый крупный из них - каркас аппарата массой 150 килограммов. Кроме этого неизвестно, где именно будет падать аппарат.

   Чтобы внести ясность, NASA организовало 7 сентября пресс-конференцию. На ней было заявлено, что вероятность того, что аппарат заденет кого-то при падении составляет 1 к 3200. При этом, согласно правительственной классификации, аппарат опасным не является (pdf).

   Спутник UARS был запущен 12 сентября 1991 года на борту шаттла "Дискавери". Масса аппарата, предназначенного для изучения атмосферы, составляет 5,9 тонны. В 2005 году NASA отказалось от эксплуатации аппарата и в декабре этого же года снизило его орбиту, чтобы сократить время пребывания в космическом пространстве, пишет Лента.РУ.