Учені "схрестили" аналоговий комп'ютер із квантовим і досягли разючих результатів

Учені з Гарвардського університету спроектували аналоговий квантовий компʼютер, здатний розвʼязувати складні завдання завдяки системі з 256 кубітів.

Про це повідомляє журнал Nature.

Ця розробка, як заявляють фізики, може стати основою для подальшого проектування платформ, що забезпечують роботу програмованих квантових компʼютерів. При цьому їхні системи можуть складатися не з десятків кубітів, а із сотень. Як відомо, чим більше кубітів у системі, тим складніше нею керувати, однак вчені, схоже, знайшли рішення цієї проблеми. Вони сподіваються, що розміри, точність і керованість нової системи з часом можна буде масштабувати.

Дослідники вибрали так званий адіабатичний підхід, коли квантовий компʼютер проектується за таким же принципом, як і аналоговий початку ХХ століття, коли обчислювач створювали для вирішення одного конкретного завдання. Однак адіабатичний квантовий компʼютер може розвʼязувати найрізноманітніші завдання, а не одне-єдине. І в цьому його безсумнівна перевага. Плюс ще й в тому, що ним простіше керувати, ніж так званим класичним квантовим компʼютером, який за своєю структурою більше нагадує сучасний цифровий ПК.

Гарвардська модель оснащена 256 кубітами, функції яких виконують рідбергівські атоми (рідбергів атом — водневоподібний атом та атоми лужних металів, у яких зовнішній електрон знаходиться у високозбуджених станах. Для переведення атома з основного в збуджений стан його опромінюють резонансним лазерним світлом або ініціюють радіочастотний розряд, — вікіпедія). У цьому конкретному випадку фізики використовували атоми лужних металів рубідій-8. Завдяки тому, що вдалося "відсунути" на велику відстань останні електрони від ядер атомів, використовуючи лазерне випромінювання, розміри атомів збільшилися в мільйон разів. Зрештою, керувати такими кубітами стало значно простіше.

Також це "збільшення" атомів якісно вплинуло і на їхню взаємодію. У класичних квантових системах кубіти взаємодіють один з одним, перебуваючи на максимально близькій відстані, а в описуваному випадку вони можуть взаємодіяти на великій відстані. Ефективність такого підходу раніше була доведена практично, коли ця ж дослідницька група створила і протестувала 51-кубітний адіабатичний квантовий компʼютер. Тепер вони масштабували систему до 256 кубітів — тобто, в пʼять разів. Тому фізики впевнені, що за успішність розвитку квантових обчислень відповідатиме саме адіабатичний підхід.

Раніше ми повідомляли про те, що вчені створили першу операційну систему для квантових компʼютерів. Експерти впевнені, що квантова революція — не за горами.