Rekordní kvantový počítač s více než 1 000 qubity

Americká společnost Atom Computing vytvořila první kvantový počítač s 1 180 qubity, což může zlepšit jeho přesnost.

Největší kvantový počítač postavený společností Atom Computing. Foto: Atom Computing — Největší kvantový počítač postavený společností Atom Computing. Foto: *Atom Computing*

První kvantový počítač na světě má více než dvakrát tolik kvantových bitů (qubitů) než předchozí držitel světového rekordu, Osprey od IBM (433 qubitů). I když více qubitů nemusí nutně znamenat lepší výkon, velký počet qubitů je nezbytný pro budoucí bezchybné kvantové počítače, na rozdíl od dnešních hlučných výzkumných strojů. Největší kvantové počítače, jako jsou ty od IBM a Googlu, používají supravodivé obvody chlazené na extrémně nízké teploty. Rekordní stroj od kalifornského startupu Atom Computing má však 1 180 qubitů, které využívají neutrální atomy držené na místě lasery v dvourozměrné mřížce, informoval 24. října New Scientist .

Jednou z výhod tohoto návrhu je snadné škálování systému a přidávání dalších qubitů do sítě, uvádí Rob Hays, generální ředitel společnosti Atom Computing. Jakýkoli užitečný budoucí kvantový počítač, který je bezchybný (vlastnost zvaná tolerance chyb), bude potřebovat alespoň desítky tisíc qubitů opravujících chyby, které fungují paralelně s programovacím qubitem.

„Pokud se budeme škálovat pouze na desítky qubitů, jako to dnes dělá většina supravodivých a iontových pasti, bude trvat velmi dlouho, než se dostaneme do éry strojů odolných vůči chybám. S přístupem neutrálního atomu se tam můžeme dostat mnohem rychleji,“ vysvětluje Hays. Podle něj si tým Atom Computing klade za cíl zvýšit počet qubitů ve stroji přibližně desetkrát každé dva roky.

Na rozdíl od konvenčních počítačových bitů, které mají buď hodnotu 1, nebo 0, jsou qubity rozmanitější a mají řadu různých charakteristik v závislosti na tom, jak jsou vyrobeny. Neutrální atomy se lépe hodí pro kvantové provázání, což je zvláštní kvantový jev, při kterém jsou dva qubity propojeny a mohou se vzájemně ovlivňovat i na velké vzdálenosti. Jsou také stabilnější. Qubit v počítači společnosti Atom Computing zabraňuje kolapsu kvantového stavu, čímž dosahuje odolnosti vůči chybám, po dobu téměř minuty. Pro srovnání, počítač Osprey od společnosti IBM má dobu vazby qubitů pouhých 70 až 80 mikrosekund.

Dlouhá doba koherence pochází z atomu yterbia, který Hays a jeho kolegové použili jako qubit. Většina strojů s neutrálními atomy používá elektrony atomu jako kvantové prvky k provádění výpočtů, ale ty jsou snadno rušeny silnými lasery používanými k jejich udržení na místě. S yterbiem byli vědci schopni využít kvantové vlastnosti atomového jádra zvané spin (vnitřní moment hybnosti částice), která je méně náchylná k rušení. Podle výzkumníka společnosti Atom Computing Bena Blooma jádro neinteraguje se svým vnějším prostředím tak silně jako elektron.

Protože qubity mají tolik různých charakteristik, je obtížné je mezi různými stroji porovnávat. Bloom však uvedl, že stroj společnosti Atom Computing má stejný výpočetní výkon jako počítač IBM. Tým doufá, že počítač zpřístupní zákazníkům pro cloudové výpočetní aplikace v příštím roce.

An Khang (podle New Scientist )

Zdrojový odkaz