Rekordbrytande kvantdator med mer än 1 000 qubits

[annons_1]

Det amerikanska företaget Atom Computing skapar den första kvantdatorn med 1 180 qubits, vilket kan förbättra maskinens noggrannhet.

Den största kvantdatorn byggd av Atom Computing. Foto: Atom Computing — Den största kvantdatorn byggd av Atom Computing. Foto: *Atom Computing*

Världens första kvantdator har mer än dubbelt så många kvantbitar (qubits) som den tidigare världsrekordhållaren, IBMs Osprey (433 qubits). Även om fler qubits inte nödvändigtvis betyder bättre prestanda, är ett stort antal qubits avgörande för framtida felfria kvantdatorer, till skillnad från dagens bullriga forskningsmaskiner. De största kvantdatorerna, som de från IBM och Google, använder supraledande kretsar som kyls till extremt låga temperaturer. Men den rekordbrytande maskinen från den kaliforniska startupen Atom Computing har 1 180 qubits, med neutrala atomer som hålls på plats av lasrar i ett tvådimensionellt gitter, rapporterade New Scientist den 24 oktober.

En fördel med den här designen är att det är enkelt att skala systemet och lägga till fler qubitar i nätverket, enligt Rob Hays, VD för Atom Computing. Varje användbar framtida kvantdator som är felfri (en egenskap som kallas feltolerans) kommer att behöva minst tiotusentals felkorrigerande qubitar som arbetar parallellt med programmerings-qubiten.

”Om vi bara skalar upp till tiotals qubitar, som de flesta supraledande och jonfällsystem gör idag, kommer det att ta väldigt lång tid att nå eran av feltoleranta maskiner. Med den neutrala atommetoden kan vi komma dit mycket snabbare”, förklarar Hays. Enligt honom siktar Atom Computing-teamet på att öka antalet qubitar i maskinen med en faktor på cirka 10 vartannat år.

Till skillnad från konventionella datorbitar, som antingen är 1 eller 0, är qubitar mer mångsidiga, med en rad olika egenskaper beroende på hur de är gjorda. Neutrala atomer är bättre lämpade för kvantsammanflätning, en märklig kvanteffekt där två qubitar är länkade och kan påverka varandra även över stora avstånd. De är också mer stabila. Qubiten i Atom Computings dator förhindrar att kvanttillståndet kollapsar, och uppnår därmed feltolerans, i nästan en minut. Som jämförelse har IBMs Osprey-dator en qubit-bindningstid på bara 70 till 80 mikrosekunder.

Den långa koherenstiden kommer från ytterbiumatomen som Hays och hans kollegor använde som en qubit. De flesta neutrala atommaskiner använder atomens elektroner som kvantelement för att utföra beräkningar, men de störs lätt av de kraftfulla lasrar som används för att hålla dem på plats. Med ytterbium kunde forskarna dra nytta av en kvantfunktion hos atomkärnan som kallas spinn (partikelns inneboende rörelsemängdsmoment), vilken är mindre känslig för störningar. Enligt Atom Computing-forskaren Ben Bloom interagerar inte kärnan med sin yttre miljö lika starkt som elektronen.

Eftersom qubits har så många olika egenskaper är det svårt att jämföra dem mellan olika maskiner. Bloom sa dock att Atom Computings maskin har samma processorkraft som IBMs dator. Teamet hoppas kunna göra datorn tillgänglig för kunder nästa år för molntjänster.

An Khang (enligt New Scientist )

[annons_2]
Källänk