Новый массив из 6100 кубитов открывает путь к квантовым компьютерам будущего
Учёные из Калифорнийского технологического института установили новый крупный рекорд в области квантовых вычислений, создав процессор с рекордным массивом из 6100 кубитов. Этот масштаб значительно превосходит предыдущие системы, которые содержали около тысячи кубитов. Для создания процессора физики использовали атомы цезия в качестве кубитов. Сложная система лазеров, выполняющая роль оптических пинцетов, удерживала атомы в максимально стабильном положении.
Кубиты фундаментально отличаются от классических битов традиционных компьютеров благодаря использованию принципа суперпозиции. Они могут находиться не только в состояниях 1 или 0, но и в спектре вероятностей, что позволяет реализовывать алгоритмы для решения задач, недоступных классическим вычислительным методам. Однако для практического применения квантовых алгоритмов требуется огромное количество кубитов. Одна из причин создания таких больших массивов — это коррекция ошибок. Избыток кубитов позволяет преодолеть присущую им хрупкость и дублировать проверки работы машины.
Как отмечают исследователи, этот скачок в количестве кубитов стал возможен не благодаря единичному прорыву, а в результате серии инженерных усовершенствований во многих ключевых областях — от лазерных пинцетов до камеры со сверхвысоким вакуумом. Проблема стабильности также была успешно решена: инновации в новой системе позволили удерживать кубиты в состоянии суперпозиции почти 13 секунд, что почти в десять раз дольше, чем удавалось предыдущим конфигурациям. Более того, учёные достигли точности манипулирования отдельными кубитами на уровне 99,98%, что устанавливает важный ориентир в программируемости квантовых технологий.
Следующей задачей исследователей является работа над запутыванием кубитов, что позволит системе перейти от хранения информации к её реальной обработке. В недалёком будущем такие компьютеры могут быть использованы для открытия новых материалов, видов материи и фундаментальных законов физики. Исследование было опубликовано в авторитетном научном журнале Nature.