Квантовые компьютеры способны произвести революцию в сфере вычислений, поэтому неудивительно, что физики ищут способы создания полнофункционального квантового компьютера. Теперь ученые, возможно, на шаг ближе к созданию такого компьютера: они продемонстрировали новый уровень надежности массива из пяти кубитов.
Квантовые компьютеры
В квантовых компьютерах используются кубиты (квантовые биты), которые напрямую задействуют несколько состояний квантовых явлений. Благодаря этому квантовые компьютеры могут быть в миллионы раз мощнее современных суперкомпьютеров при выполнении определенных вычислений. Однако квантовые компьютеры, как известно, очень капризны.
«Квантовое оборудование очень, очень ненадежно по сравнению с классическим, — сказал Остин Фаулер, один из исследователей, в пресс-релизе. — Даже самое современное оборудование ненадежно. Наша статья показывает, что впервые удалось добиться надежности».
Так как же исследователям удалось добиться хоть какой-то надежности? Они смогли создать уникальную конфигурацию массива благодаря гибкости геометрии на сверхпроводящем уровне. В частности, ученые создали крестообразные кубиты, которые они назвали Xmons. Сверхпроводимость возникает, когда определенные материалы охлаждают до критического уровня, при котором исчезает электрическое сопротивление и магнитные поля. Поэтому ученые расположили пять кубитов Xmons в один ряд, чтобы каждый из них «общался» со своим ближайшим соседом.
Это, безусловно, прорыв в области квантовых компьютеров, но для того, чтобы сделать их жизнеспособными, предстоит проделать еще много работы.
«Если вы действительно хотите создать квантовый компьютер, вам понадобится двумерный массив таких кубитов, а вероятность ошибки должна быть ниже 1 процента», — сказал Фаулер в пресс-релизе. «Если мы сможем снизить этот показатель на порядок — до 10^-3 или 1 к 1000 для всех наших вентилей, — наши кубиты могут стать коммерчески выгодными. Но есть и другие проблемы, которые предстоит решить». Здесь больше частот, о которых нужно беспокоиться, и, конечно, все гораздо сложнее. Однако с точки зрения физики ничего не изменилось.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.