Рекордний квантовий комп'ютер з більш ніж 1000 кубітами

Американська компанія Atom Computing створює перший квантовий комп'ютер з 1180 кубітами, що може покращити точність машини.

Найбільший квантовий комп'ютер, побудований компанією Atom Computing. Фото: Atom Computing — Найбільший квантовий комп'ютер, побудований компанією Atom Computing. Фото: *Atom Computing*

Перший у світі квантовий комп'ютер має більш ніж удвічі більше квантових бітів (кубітів), ніж попередній світовий рекордсмен, Osprey від IBM (433 кубіти). Хоча більша кількість кубітів не обов'язково означає кращу продуктивність, велика кількість кубітів є важливою для майбутніх безпомилкових квантових комп'ютерів, на відміну від сучасних шумних дослідницьких машин. Найбільші квантові комп'ютери, такі як від IBM та Google, використовують надпровідні схеми, охолоджені до надзвичайно низьких температур. Але рекордна машина від каліфорнійського стартапу Atom Computing має 1180 кубітів, використовуючи нейтральні атоми, що утримуються на місці лазерами у двовимірній решітці, повідомив New Scientist 24 жовтня.

Одна з переваг такої конструкції полягає в тому, що систему легко масштабувати та додавати більше кубітів до мережі, за словами Роба Хейса, генерального директора Atom Computing. Будь-який корисний майбутній квантовий комп'ютер, який не містить помилок (властивість, що називається відмовостійкістю), потребуватиме щонайменше десятків тисяч кубітів для виправлення помилок, що працюють паралельно з кубітом програмування.

«Якщо ми просто збільшимо масштаб до десятків кубітів, як це робить більшість надпровідних та іонно-пасткових систем сьогодні, знадобиться дуже багато часу, щоб досягти ери відмовостійких машин. Завдяки підходу нейтрального атома ми можемо досягти цього набагато швидше», – пояснює Гейс. За його словами, команда Atom Computing прагне збільшувати кількість кубітів у машині приблизно в 10 разів кожні два роки.

На відміну від звичайних комп'ютерних бітів, які дорівнюють або 1, або 0, кубіти є більш різноманітними, з цілою низкою різних характеристик залежно від того, як вони зроблені. Нейтральні атоми краще підходять для квантової заплутаності, дивного квантового ефекту, в якому два кубіти пов'язані та можуть впливати один на одного навіть на величезних відстанях. Вони також стабільніші. Кубіт у комп'ютері Atom Computing запобігає колапсу квантового стану, таким чином досягаючи відмовостійкості, протягом майже хвилини. Для порівняння, комп'ютер IBM Osprey має час зв'язування кубіта всього від 70 до 80 мікросекунд.

Довгий час когерентності забезпечується атомом ітербію, який Хейс та його колеги використовували як кубіт. Більшість машин на нейтральних атомах використовують електрони атома як квантові елементи для виконання обчислень, але вони легко порушуються потужними лазерами, що використовуються для їх утримання на місці. З ітербієм дослідники змогли скористатися квантовою особливістю ядра атома, яка називається спіном (власний кутовий момент частинки), який менш схильний до порушень. За словами дослідника Atom Computing Бена Блума, ядро не взаємодіє із зовнішнім середовищем так сильно, як електрон.

Оскільки кубіти мають так багато різних характеристик, важко порівнювати їх між різними машинами. Однак, Блум сказав, що машина Atom Computing має таку ж обчислювальну потужність, як і комп'ютер IBM. Команда сподівається зробити комп'ютер доступним для клієнтів наступного року для хмарних обчислень.

Ан Ханг (за даними New Scientist )

Посилання на джерело