Рекордный квантовый компьютер с более чем 1000 кубитов

Американская компания Atom Computing создает первый квантовый компьютер с 1180 кубитами, что может повысить точность машины.

Самый большой квантовый компьютер, созданный Atom Computing. Фото: Atom Computing — Самый большой квантовый компьютер, созданный Atom Computing. Фото: *Atom Computing*

Первый в мире квантовый компьютер имеет более чем в два раза больше квантовых битов (кубитов), чем предыдущий мировой рекордсмен — компьютер Osprey компании IBM (433 кубита). Хотя большее количество кубитов не обязательно означает лучшую производительность, большое количество кубитов имеет решающее значение для будущих безошибочных квантовых компьютеров, в отличие от сегодняшних шумных исследовательских машин. Самые крупные квантовые компьютеры, такие как от IBM и Google, используют сверхпроводящие цепи, охлажденные до чрезвычайно низких температур. Однако рекордная машина от калифорнийского стартапа Atom Computing имеет 1180 кубитов, используя нейтральные атомы, удерживаемые лазерами в двумерной решетке, сообщил журнал New Scientist 24 октября.

По словам Роба Хейса, генерального директора Atom Computing, одним из преимуществ такой конструкции является то, что систему легко масштабировать и добавлять в сеть больше кубитов. Любой полезный будущий квантовый компьютер, не допускающий ошибок (это свойство называется отказоустойчивостью), потребует по меньшей мере десятков тысяч кубитов, исправляющих ошибки и работающих параллельно с программными кубитами.

«Если мы масштабируемся до десятков кубитов, как это делают большинство сверхпроводящих и ионных систем сегодня, нам понадобится очень много времени, чтобы достичь эры отказоустойчивых машин. С подходом нейтрального атома мы можем достичь этой вехи гораздо быстрее», — объясняет Хейс. По его словам, исследовательская группа Atom Computing намерена увеличивать количество кубитов в машине примерно в 10 раз каждые два года.

В отличие от обычных компьютерных битов, имеющих значение 1 или 0, кубиты более разнообразны и обладают рядом различных характеристик в зависимости от того, как они созданы. Нейтральные атомы лучше подходят для квантовой запутанности — странного квантового эффекта, при котором два кубита связаны друг с другом и могут влиять друг на друга даже на огромных расстояниях. Они также работают более стабильно. Кубиты в компьютере Atom Computing предотвращают коллапс квантового состояния, тем самым обеспечивая отказоустойчивость, в течение почти минуты. Для сравнения, у компьютера IBM Osprey время связывания кубита составляет всего около 70–80 микросекунд.

Длительное время когерентности обусловлено атомом иттербия, который Хейс и его коллеги использовали в качестве кубитов. Большинство машин на основе нейтральных атомов используют электроны атомов в качестве квантовых элементов для выполнения вычислений, но на них легко воздействуют мощные лазеры, используемые для их стабилизации. Используя иттербий, исследователи могут использовать квантовую характеристику атомных ядер, называемую спином (собственный угловой момент частицы), которая менее чувствительна к беспорядку. По словам исследователя Бена Блума из Atom Computing, ядра не взаимодействуют с внешней средой так сильно, как электроны.

Поскольку кубиты обладают столькими различными свойствами, их трудно сравнивать между разными машинами. Однако Блум заявил, что вычислительная мощность машины Atom Computing эквивалентна мощности компьютера IBM. Команда надеется, что в следующем году сможет предложить компьютер клиентам для использования в облачных вычислениях.

Ан Кханг (по данным New Scientist )

Ссылка на источник