Ksiao Žu (Xiao – Qi Zhou) kartu su kolegomis iš Bristolio universiteto Kvantinės fotonikos centro (Jungtinė Karalystė) bei Kvinslendo universiteto (Australija) pavyko įrodyti, jog valdomas operacijas – tas, kurios įgyvendinamos „kontroliniam“ bitui esant būsenoje 1 – galima gerokai supaprastinti, lyginant jas su įprastiniais realizavimo būdais. Tyrėjai yra įsitikinę, kad jų sugalvotasis metodas bus sėkmingai pritaikytas įvairiose kvantinės informacijos technologijų srityse, įskaitant tiksliuosius matavimus, sudėtingų sistemų modeliavimus ir galiausiai konstruojant patį kvantinį kompiuterį – galingą įrenginį, naudojantį šiuolaikiniams kompiuteriams neprieinamus kvantinius bitus, dar vadinamus kubitais.
Kitaip nei įprastiniai bitai arba tranzistoriai, vienu metu galintys būti tiktai vienoje iš dviejų būsenų (1 arba 0), kubitas tuo pačiu metu būti keliose būsenose, todėl jis tinkamas kur kas didesnio informacijos kiekio apdorojimui.
Pagrindinė kliūtis, stabdanti kvantinių kompiuterių realizavimą, yra reikalingų kvantinių grandinių sudėtingumas. Kvantiniai algoritmai yra sudaromi iš mažo skaičiaus elementariųjų loginių operacijų. Valdomos operacijos yra svarbiausios daugelio kvantinių algoritmų dalys. Tradiciniai valdomų operacijų realizavimo metodai – išskaidyti jas į elementariuosius loginių elementų rinkinius. Vis dėlto šis išskaidymas yra labai sudėtingas, todėl neleidžia sukurti netgi nedidelių kvantinių grandinių.
Minėtųjų institucijų tyrėjai pademonstravo visiškai naują šios problemos sprendimo būdą. „Naudodami papildomą kvantinių dalelių laisvės laipsnį, mes galime įgyvendinti valdymo operaciją visiškai nauju būdu, – teigia K. Žu. – Pritaikę šį metodą, mes realizavome kelias valdomas operacijas. Neabejojame, jog tai gerokai sumažins kvantinių kompiuterių grandinių sudėtingumą“.
„Šis naujasis mūsų pristatomas metodas galėtų būti svarbiausias kelių ateinančių metų pasiekimas kvantinės informacijos srityje, – pasakoja profesorius Džeremis Obrajanas (Jeremy O'Brien), einantis Kvantinės fotonikos centro direktoriaus pareigas. – Jis leidžia ženkliai sumažinti kvantinių grandinių sudėtingumą – pagrindinę kliūtį, neleidžiančią sukurti įmantresnių kvantinių algoritmų – kaip tik tuo metu, kai pristatomi pirmieji kvantiniai algoritmai“.
Dabar tyrėjų komanda ketina pritaikyti šį metodą realizuojant kelis svarbius kvantinius algoritmus, pavyzdžiui, fazės įvertinimo arba Šoro skaidymo į pirminius skaičius algoritmus.
Mokslininkų darbas aprašytas prestižiniame „Nature Communications“ žurnale.
