Calculator cuantic record, cu peste 1.000 de qubiți

Compania americană Atom Computing creează primul computer cuantic cu 1.180 de qubiți, care poate îmbunătăți precizia mașinii.

Cel mai mare computer cuantic construit de Atom Computing. Fotografie: Atom Computing — Cel mai mare computer cuantic construit de Atom Computing. Fotografie: *Atom Computing*

Primul computer cuantic din lume are de peste două ori mai mulți biți cuantici (qubiți) decât precedentul deținător al recordului mondial, Osprey de la IBM (433 de qubiți). Deși mai mulți qubiți nu înseamnă neapărat performanțe mai bune, un număr mare de qubiți este esențial pentru viitoarele computere cuantice fără erori, spre deosebire de mașinile de cercetare zgomotoase de astăzi. Cele mai mari computere cuantice, cum ar fi cele de la IBM și Google, utilizează circuite supraconductoare răcite la temperaturi extrem de scăzute. Însă mașina record de la startup-ul californian Atom Computing are 1.180 de qubiți, folosind atomi neutri ținuți la locul lor de lasere într-o rețea bidimensională, a relatat New Scientist pe 24 octombrie.

Un avantaj al acestui design este că este ușor de scalat sistemul și de adăugat mai mulți qubiți la rețea, potrivit lui Rob Hays, CEO al Atom Computing. Orice computer cuantic util în viitor, care este fără erori (o proprietate numită toleranță la erori), va avea nevoie de cel puțin zeci de mii de qubiți corectori de erori care să funcționeze în paralel cu qubitul de programare.

„Dacă am scala până la zeci de qubiți, așa cum fac majoritatea sistemelor supraconductoare și de captare a ionilor în prezent, va dura foarte mult timp până vom ajunge la era mașinilor tolerante la erori. Cu abordarea atomului neutru, putem ajunge acolo mult mai repede”, explică Hays. Potrivit acestuia, echipa Atom Computing își propune să crească numărul de qubiți din mașină cu un factor de aproximativ 10 la fiecare doi ani.

Spre deosebire de biții convenționali ai computerelor, care au fie valoarea 1, fie valoarea 0, qubiții sunt mai diverși, având o gamă largă de caracteristici diferite în funcție de modul în care sunt realizați. Atomii neutri sunt mai potriviți pentru inseparabilitatea cuantică, un efect cuantic ciudat în care doi qubiți sunt legați și se pot influența reciproc chiar și pe distanțe mari. De asemenea, sunt mai stabili. Qubitul din computerul Atom Computing previne colapsul stării cuantice, atingând astfel toleranță la erori, timp de aproape un minut. Prin comparație, computerul Osprey de la IBM are un timp de legare a qubiților de doar 70 până la 80 de microsecunde.

Timpul lung de coerență provine de la atomul de yterbiu pe care Hays și colegii săi l-au folosit ca qubit. Majoritatea mașinilor cu atomi neutri folosesc electronii atomului ca elemente cuantice pentru a efectua calcule, dar aceștia sunt ușor perturbați de laserele puternice folosite pentru a-i menține la locul lor. Cu yterbiu, cercetătorii au reușit să profite de o caracteristică cuantică a nucleului atomului numită spin (momentul cinetic intrinsec al particulei), care este mai puțin susceptibilă la perturbații. Potrivit cercetătorului Ben Bloom de la Atom Computing, nucleul nu interacționează cu mediul său extern la fel de puternic ca electronul.

Deoarece qubiții au atât de multe caracteristici diferite, este dificil să le comparăm între diferite mașini. Cu toate acestea, Bloom a spus că mașina Atom Computing are aceeași putere de procesare ca și computerul IBM. Echipa speră să pună computerul la dispoziția clienților anul viitor pentru aplicații de cloud computing.

An Khang (conform New Scientist )

Legătură sursă