Миллионы операций. В США установили рекорд «жизни» кубитов в квантовом компьютере — для чего это нужно

7 февраля, 09:51
Фактический размер квантового вычислительного чипа (Фото:David Awschalom / University of Chicago)

Фактический размер квантового вычислительного чипа (Фото:David Awschalom / University of Chicago)

Физики из Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета установили новый рекорд по поддержанию квантовых битов в когерентном квантовом состоянии более пяти секунд.

Новое открытие позволит масштабировать производительность квантовых вычислений, уверены авторы исследования.

Квантовые системы в перспективе позволят создать множество прикладных приложений, вроде защищенных от хакеров сетей или квантовых компьютеров, которые будут самостоятельно открывать новые лекарства. Для подобных задач машинам требуются кубиты — квантовый аналог компьютерного бита.

Видео дня

Текущие технологии позволяют сохранить кубиты в состоянии когерентности — моменте, когда данные можно считать — не более нескольких миллисекунд.

В новом исследовании ученые собрали новый тип кубитов, применив в качестве основного материала карбид кремния, который часто используется в лампочках, электромобилях и бытовой электронике. Сама суть открытия заключается в создании особенного импульса лазера, который добавляет один электрон к кубиту в зависимости от первоначального квантового состояния этого кубита (0 или 1).

«По сути, мы вывели карбид кремния на передний план в качестве платформы для квантовой связи. Это впечатляет, потому что его легко масштабировать, поскольку мы уже знаем, как делать полезные устройства из этого материала», — отметила соавтор статьи Елена Глен.

В ходе серии опытов инженеры протестировали несколько конфигураций своей системы, после чего добились удержания кубитов в состоянии когерентности более пяти секунд. При этом ученые отметили, что в обозримом будущем смогут добиться и большего времени работы.

«Например, это новое рекордное время означает, что мы можем выполнить более 100 млн квантовых операций, прежде чем состояние когерентности будет потеряно», — рассказал соавтор статьи Крис Андерсон из Чикагского университета.

«Сохранение квантовой информации в таких временных масштабах — редкость», — сказал Дэвид Авшалом, старший научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории. «Пяти секунд достаточно, чтобы отправить сигнал со скоростью света на Луну и обратно. Это мощно, если вы думаете о передаче информации от кубита к кому-либо с помощью света. Этот свет по-прежнему будет правильно отражать состояние кубита даже после того, как он обогнул Землю почти 40 раз».

Ранее НВ писал, что осенью 2021 китайские ученые заявили о достижении квантового превосходства — создании самого мощного квантового компьютера, способного решать задачи, непосильные для обычной техники.

Google заявляла о достижении квантового превоходства еще в 2019 году, однако на деле это была скорее бравада, чем реальные факты. Дело в том, что инженеры компании схитрили, подобрав определенный тест, с которым их квантовая вычислительная техника действительно справилась лучше, чем обычные компьютеры.

Исследователи из Университета науки и технологий Китая под руководством квантового физика Пан Цзяньвэя недавно опубликовали статью, в которой рассказали о создании квантового компьютера, который в миллион раз быстрее, чем гугловский.

Ученые построили 66-кубитный квантовый компьютер, который «продемонстрировал квантовое превосходство», решив два квантовых эксперимента — фотонный и сверхпроводящий — которые предположительно были бы слишком сложными для классического компьютера.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X