Ученые существенно продвинулись в разработке квантовых компьютеров массового производства

квантовый компьютер, кубит
Фото: polymus.ru

Исследователи предлагают использовать транзисторы в качестве кубитовых платформ.

Вполне возможно, что в скором времени будет налажено производство кремниевых кубитов, которые заменят классические транзисторы. Шаг в этом направлении сделали исследователи из французской лаборатории CEA-Leti и ученые Копенгагенского университета, сообщает издание hpcwire.com.

Одним из препятствий на пути создания квантовых компьютеров является недостаточное количество кубитов — их производят в небольших количествах институты и лаборатории, занимающиеся проблемами квантовых вычислений. Ученые из CEA-Leti хотят решить эту проблему при помощи обычных транзисторов, предлагая использовать их в качестве кубитов. Данную идею подхватили и сотрудники Института Нильса Бора Копенгагенского университета. Проведя ряд тестов, они выяснили, что классические транзисторы подходят в качестве кубитовых платформ, что делает нас на шаг ближе к созданию квантовых ПК.

Управлять кремниевым транзистором достаточно легко, его конструкция очень компактна — кусочек кремния со стороной в 1 см содержит десятки миллионов транзисторов, — в отличие от криогенной камеры, где к каждому кубиту приходится подводить по 4-5 проводов. При этом кубита играет одиночный электрон. В теории, получившиеся кремниевые кубиты можно будет пустить в массовое производство, размещая их на больших кремниевых пластинах.

CEA-Leti
Четырехкубитовый кремниевый массив, разработанный французскими учеными
Фото: CEA-Leti

В CEA-Leti удалось создать элементарный массив из 4-х квантовых точек, каждая из которых управляется собственным "переключателем". В каждой квантовой точке находится один электрон. Спин (спин — от англ. spin "вращение", — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с движением (перемещением или вращением) частицы как целого, — ред.) этого электрона являет собой кубит. Стоит отметить, что спины электронов были выбраны намеренно, потому как они слабо реагируют на помехи, что снижает уровень ошибок и обеспечивает высокий уровень когерентности кубитов (квантовая когерентность — свойство квантовых объектов находиться в нескольких состояниях одновременно, — ред.).

Intel
Пример кремниевого кубита, разработанного в Intel
Фото: Intel

Во время тестирования четырехкубитового кремниевого массива, исследователи смогли переместить отдельные электроны вокруг массива квантовых точек, а также поместить их в квантовые точки. При этом электроны взаимодействовали друг другом в соседних позициях, что обещает привести к такому явлению, как запутанность кубитов (запутанность кубитов — явление, при котором два и более кубитов запутываются между собой и образуют единую систему, вследствие чего любая операция или процесс, который применили к одной частице, влияет и на другие частицы, — ред.).

В последующих экспериментах ученые планируют задействовать управление электронами в магнитном полем и попытаться считывать спины.

Напомним. что в конце 2020 года американским ученым удалось осуществить квантовую телепортацию на 44 км при помощи обычного оборудования.

Ранее стало известно, что сотрудник компании Amazon стал победителем первого в мире турнира по квантовым шахматам.