Rekordowy komputer kwantowy z ponad 1000 kubitami

[reklama_1]

Amerykańska firma Atom Computing tworzy pierwszy komputer kwantowy z 1180 kubitami, co może poprawić dokładność urządzenia.

Największy komputer kwantowy zbudowany przez Atom Computing. Zdjęcie: Atom Computing — Największy komputer kwantowy zbudowany przez Atom Computing. Zdjęcie: *Atom Computing*

Pierwszy na świecie komputer kwantowy ma ponad dwukrotnie więcej bitów kwantowych (kubitów) niż poprzedni rekordzista świata, Osprey firmy IBM (433 kubity). Chociaż więcej kubitów niekoniecznie oznacza lepszą wydajność, duża liczba kubitów jest niezbędna dla przyszłych komputerów kwantowych, które będą wolne od błędów, w przeciwieństwie do dzisiejszych hałaśliwych maszyn badawczych. Największe komputery kwantowe, takie jak te od IBM i Google, wykorzystują obwody nadprzewodzące chłodzone do ekstremalnie niskich temperatur. Jednak rekordzista, komputer kalifornijskiego startupu Atom Computing, ma 1180 kubitów, wykorzystując neutralne atomy utrzymywane w miejscu przez lasery w dwuwymiarowej sieci, jak donosił 24 października magazyn New Scientist .

Jedną z zalet tej konstrukcji jest łatwość skalowania systemu i dodawania kolejnych kubitów do sieci, jak twierdzi Rob Hays, CEO Atom Computing. Każdy użyteczny komputer kwantowy przyszłości, który będzie wolny od błędów (cecha zwana tolerancją błędów), będzie potrzebował co najmniej dziesiątek tysięcy kubitów korygujących błędy, działających równolegle z kubitem programującym.

„Jeśli skalujemy do kilkudziesięciu kubitów, tak jak robi to obecnie większość systemów nadprzewodzących i pułapek jonowych, dotarcie do ery maszyn odpornych na błędy zajmie bardzo dużo czasu. Dzięki podejściu opartemu na atomach neutralnych możemy to osiągnąć znacznie szybciej” – wyjaśnia Hays. Według niego zespół Atom Computing zamierza zwiększać liczbę kubitów w maszynie około dziesięciokrotnie co dwa lata.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych bitów komputerowych, które mają wartość 1 lub 0, kubity są bardziej zróżnicowane, charakteryzując się szeregiem odmiennych cech w zależności od sposobu ich budowy. Neutralne atomy lepiej nadają się do splątania kwantowego, dziwnego efektu kwantowego, w którym dwa kubity są połączone i mogą na siebie oddziaływać nawet na duże odległości. Są również bardziej stabilne. Kubit w komputerze Atom Computing zapobiega zapadaniu się stanu kwantowego, osiągając w ten sposób odporność na błędy przez prawie minutę. Dla porównania, komputer Osprey firmy IBM ma czas wiązania kubitu wynoszący zaledwie 70–80 mikrosekund.

Długi czas koherencji wynika z atomu iterbu, którego Hays i jego współpracownicy użyli jako kubitu. Większość maszyn z neutralnymi atomami wykorzystuje elektrony atomu jako elementy kwantowe do wykonywania obliczeń, ale są one łatwo zakłócane przez silne lasery używane do ich utrzymania. W przypadku iterbu naukowcy byli w stanie wykorzystać kwantową cechę jądra atomu zwaną spinem (wewnętrzny moment pędu cząstki), który jest mniej podatny na zakłócenia. Według Bena Blooma, badacza z Atom Computing, jądro nie oddziałuje z otoczeniem zewnętrznym tak silnie jak elektron.

Ponieważ kubity mają tak wiele różnych cech, trudno je porównywać między różnymi maszynami. Bloom powiedział jednak, że maszyna Atom Computing ma taką samą moc obliczeniową, jak komputer IBM. Zespół ma nadzieję udostępnić komputer klientom w przyszłym roku do zastosowań w chmurze.

An Khang (według New Scientist )

Link źródłowy