Инженеры решили одну из проблем на пути к созданию квантовых компьютеров с миллионами кубитов

Теоретическое решение этой проблемы предложили ещё в 1998 году, но смогли реализовать только сейчас.

Изобретение австралийских инженеров способно с высокой надёжностью и точностью управлять состоянием квантовых битов (кубитов), решая таким образом одну из главных проблем на пути к квантовым вычислениям. Благодаря этому устройству можно будет перейти от пробных квантовых компьютеров с несколькими десятками кубитов к полноценным машинам с миллионами кубитов. Инженеры описали своё изобретение в журнале Science.

Если «классические» компьютерные биты принимают только одно из двух значений (0 или 1), то кубиты благодаря своей квантовой природе способны находиться в обоих состояниях одновременно. Квантовые вычисления производят, управляя кубитами по определённым алгоритмам. Для этого используют магнитное поле — оно влияет на частицы квантового процессора и заставляет их менять своё состояние.

Сейчас магнитное поле подводят к кубитам с помощью обычных токопроводящих дорожек. Оно действует на малых расстояниях и не может управлять большим количеством кубитов, а с увеличением количества дорожек квантовый процессор нагревается и теряет свои свойства — ему для работы нужны сверхнизкие температуры. В 1998 году учёные предложили альтернативное решение — управлять кубитами с помощью микроволн общего магнитного поля, но для этого не было подходящих технологий.

Австралийские инженеры решили проблему с помощью диэлектрического резонатора. Это специальный кристалл, который покрывает процессор и своим магнитным полем «захватывает» все его кубиты, при этом генерирует отдельные микроволны для каждого из них. Эксперименты подтвердили, что устройство надёжно работает на двух кубитах и масштабируется на область, которая может содержать до четырёх миллионов кубитов.

Квантовые компьютеры способны работать в сотни триллионов раз быстрее мощнейших суперкомпьютеров и помочь совершить прорывы в физике, химии, медицине, искусственном интеллекте и прочих областях. Однако существующие образцы из-за малого количества кубитов и прочих проблем способны решать только очень малый набор задач с ограниченной точностью.

#новости #физика #компьютеры #изобретения