Большинство современных квантовых компьютеров требуют мощных систем охлаждения.
Квантовые компьютеры работают по парадоксальным законам квантовой физики. В отличие от классических компьютеров, где биты принимают значения 0 или 1, кубиты могут существовать в суперпозиции обоих состояний одновременно. Однако кубиты чрезвычайно хрупки — даже незначительное воздействие окружающей среды может разрушить содержащуюся в них информацию. Частота ошибок в кубитах составляет примерно 1 на 1000 операций по сравнению с 1 на миллиард или даже триллион в классических компьютерах.
Именно поэтому огромное количество исследований посвящено квантовой коррекции ошибок. Эта проблема в сочетании с необходимостью создания сложных систем охлаждения, а большинство квантовых компьютеров используют сверхпроводящие цепи, которые требуют экстремального холода для работы, делает квантовые системы непригодными для использования вне тщательно настроенных лабораторных условий.
Shunkai, названный в честь японского астронома XVII века Харуми Сибукавы, обходит по крайней мере некоторые из этих ограничений. Вместо сверхохлажденных цепей новая система использует нейтральные атомы в качестве кубитов, захваченные и подвешенные с помощью «оптических пинцетов» — плотно сфокусированных лазерных лучей. Они улавливают атомы и размещают их внутри вакуумной камеры, а микроволны или лазерный свет используются для манипулирования квантовыми состояниями атомов и выполнения вычислений.
Квантовый компьютер Shunkai может работать при комнатной температуре.Ключевое преимущество Shunkai заключается в том, что система может работать при комнатной температуре. Поскольку расположение кубитов в системах на нейтральных атомах можно точно настраивать во время вычислений, специалисты также могут регулировать, какие кубиты взаимодействуют друг с другом, и создавать запутанность — уникальное состояние обмена информацией между частицами во времени и пространстве — между отдельными парами.
Система будет частично открыта для внешних специалистов, которые смогут вести на ней разработку приложений и тестировать возможности квантовой коррекции ошибок. Shunkai начнет работать примерно с 50 кубитов, прежде чем расшириться до 500. Долгосрочная цель значительно амбициознее: к марту 2031 года команда стремится превратить систему в «крупномасштабный высокопроизводительный отказоустойчивый квантовый компьютер на нейтральных атомах с 10 000 физических кубитов и возможностями обнаружения и исправления квантовых ошибок».
«Квантовые компьютеры на основе нейтральных атомов в последнее время стремительно привлекают внимание во всем мире как новая технология, которая может превзойти ограничения сверхпроводящей модальности», — говорит руководитель проекта Кэндзи Омори, профессор института молекулярных наук.
Ранее квантовый компьютер впервые воссоздал процесс рождения частиц.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
