Американские физики создали первый в мире масштабируемый квантовый компьютер, способный разлагать числа на простые множители

Американские физики создали первый в мире масштабируемый квантовый компьютер, способный разлагать числа на простые множители.

Ученые из МИТ создали квантовый компьютер из пяти атомов, способный разлагать числа на простые множители, размеры которого можно произвольным образом менять, что открывает дорогу к взлому большинства систем шифрования.

Экспериментальный прототип такой системы из пяти кубитов раскладывал число 15 на 5 и 3 с точностью, превышающей 99%. У данной системы нет никаких физических или иных ограничений на то, чтобы увеличить число кубитов и тем самым повысить максимальное число, которое можно разложить на простые множители.

«Одно следствие этого открытия очевидно – если вы являетесь государством, вам, скорее всего, не стоит хранить и защищать свои секреты при помощи методик шифрования, опирающихся на разложение чисел на множители. Когда появятся первые подобные квантовые компьютеры, вы сможете раскрыть все старые секреты, зашифрованные подобным образом», — заявил Айзек Чуанг (Isaac Chuang) из Массачусетского технологического института (США).

По своей сути он представляет собой новую реализацию так называемого алгоритма Шора – первого в истории науки способа факторизации чисел, придуманного программистом Питером Шором специально для квантовых компьютеров в 1994 году.

За минувшие 20 лет физики и инженеры представили несколько реализаций этого алгоритма, которые обладали одной общей проблемой. Они были рассчитаны на разложение конкретных чисел или даже одного числа на множители и их нельзя была масштабировать – увеличивать или уменьшать число кубитов, ячеек квантовой памяти, в которой производились вычисления.

«Когда в вашем компьютере становится слишком много атомов, она превращается в темный лес — отдельные атомы становится сложно отличать друг от друга и эффективно контролировать их. Проблема заключается в том, что в таких случаях атомы сложно изолировать друг от друга на протяжении времени, необходимого для осуществления всех операций алгоритма», — объясняет Айзек Чуанг.

Его научная команда нашла способ обойти эту проблему, используя особую "параллельную" версию алгоритма Шора, которая требует не 12, а всего пять кубитов для разложения числа 15 на простые множители. Она была придумана российским физиком Алексеем Китаевым, который сегодня работает в Калифорнийском технологическом институте и входит в консультативный совет Российского квантового центра.

Подобный подход, а также особая ионная ловушка, удерживающая атомы-кубиты на месте, позволяют в принципе, по словам Чуанга, создавать квантовые "дешифраторы" практически неограниченных размеров.

Комментарии: