Ми вже знаємо, який вигляд має квантовий комп’ютер, дізналися, що кубіт — це надпровідникова електрична схема, а квантові ворота — це точно сформовані мікрохвильові імпульси. Настав час дізнатися, Хто створює ці імпульси і як квантова програма перетворюється на фізичні сигнали, що керують кубітами?
Усе починається зі звичайного комп’ютера. Саме на ньому програміст створює квантову програму, а спеціальне програмне забезпечення перетворює її на квантову схему. Потім компілятор аналізує, який саме квантовий процесор буде виконувати обчислення, враховує його особливості — доступні кубіти, їхні з’єднання та підтримувані операції — і перекладає схему мовою команд, зрозумілою саме цьому пристрою.
Фактично компілятор не просто передає команду «виконати ворота H» чи «виконати CNOT». Він визначає, який саме набір фізичних імпульсів потрібен для реалізації кожної операції на конкретному квантовому процесорі.
Далі керуюча електроніка починає формувати тисячі надзвичайно точних електричних сигналів. Для кожного кубіта вона генерує мікрохвильові імпульси із точно заданою частотою, амплітудою, тривалістю та фазою. Усе це відбувається з точністю до наносекунд. Навіть невелика помилка може призвести до неправильного результату обчислення.
Потім ці сигнали через сотні коаксіальних кабелів надходять усередину кріостата. На кожному температурному рівні кабелі спеціально охолоджуються й фільтруються, щоб тепловий шум не дістався до кубітів і не порушив їхній квантовий стан.
Отримавши імпульси, кубіти один за одним виконують усі операції, записані у квантовій схемі. Сам процесор нічого не «вирішує» і не «думає». Він лише надзвичайно точно виконує фізичні команди, які надходять від керуючої електроніки.
Але поки що вся інформація всередині процесора залишається квантовою. Звичайний комп’ютер не може безпосередньо її прочитати. Лише після завершення всіх операцій виконується останній крок — вимірювання станів кубітів. Саме в цей момент квантовий стан перетворюється на звичайний класичний результат — нулі та одиниці, які вже може обробити класичний комп’ютер.
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Наш Всесвіт“.