Модульный подход приближает масштабирование квантовых компьютеров
Одной из проблем, связанных с раскрытием полного потенциала квантовых вычислений, является выяснение того, как заставить работать вместе множество кубитов — квантовых эквивалентов классических битов, которые хранят единицы или нули в традиционных компьютерах.
Ученые из Университета Сассекса смогли заставить кубиты перемещаться непосредственно между двумя квантовыми компьютерными микрочипами со скоростью и точностью, значительно превышающей все, что было замечено ранее с помощью этой технологии.
Достижение демонстрирует, что квантовые компьютеры можно масштабировать за пределы физических ограничений микрочипа, что является решающим фактором, когда вы потенциально имеете дело с миллионами кубитов на одной машине. Universal Quantum, стартап, созданный исследователями, продолжит развивать эту технологию.
«Наша команда продемонстрировала быстрый и когерентный перенос ионов с использованием связей квантовой материи», — говорит Мариам Ахтар, которая руководила исследованиями прототипа.
«Этот эксперимент подтверждает уникальную архитектуру, которую разрабатывает Universal Quantum, открывая захватывающий путь к действительно крупномасштабным квантовым вычислениям».
Ученые использовали специальную технику, которую они называют UQConnect, для передачи кубитов, используя установку электрического поля. Это означает, что микрочипы можно соединять вместе, как кусочки головоломки, для создания квантовых компьютеров.
В то время как кубиты, как известно, трудно поддерживать стабильными и перемещать, команда достигла успеха в 99,999993 процента стабильности и скорости соединения в 2424 ссылки в секунду. Таким образом можно подключить сотни или даже тысячи микрочипов для квантовых вычислений с минимальной потерей данных или точности.
Существует несколько способов создания квантового микрочипа: в данном случае в архитектуре использовались захваченные ионы в качестве кубитов для лучшей стабильности и надежности, а также схема устройства с зарядовой связью для превосходной передачи электрического заряда.
«По мере увеличения квантовых компьютеров мы в конечном итоге будем ограничены размером микрочипа, который ограничивает количество квантовых битов, которые может вместить такой чип», — говорят исследователи.
«Таким образом, мы знали, что модульный подход является ключом к тому, чтобы сделать квантовые компьютеры достаточно мощными для решения постоянно меняющихся отраслевых проблем».
Цели, которые в конечном итоге могут быть поставлены квантовым компьютерам, включают разработку новых материалов, исследования в области получения новых лекарств, улучшения кибер-безопасности, моделирование климата и многое другое.
Хотя квантовые компьютеры уже существуют сегодня, их возможности ограничены по сравнению с тем, чем они могли бы стать в конечном итоге — это больше исследовательские проекты, чем машины, которые можно практически использовать и программировать.
Прорывы, подобные тому, о котором сообщили исследователи, ведут к полной реализации потенциала квантовых вычислений, и разработка способов использования миллионов кубитов является жизненно важной частью этого.
Исследование было опубликовано в Nature Communications.