ПОСЛЕЗАВТРА

Квантовые компьютеры покорили новый рубеж когерентности

Американским ученым удалось существенно продвинуться в разработке квантовых компьютеров будущего, увеличив время когерентности кубитов почти в тысячу раз. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, приняли участие Аргоннская национальная лаборатория, Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли и несколько крупных университетов США.

 В отличие от битов в традиционных компьютерах, квантовые компьютеры оперируют кубитами, способными одновременно принимать значение 0 и 1. Ключевой характеристикой кубитов при этом является т.н. время когерентности — т.е. то время, при котором кубит сохраняет свое квантовое состояние. Сложность тут заключается именно в удерживании в таком состоянии кубита, на который воздействуют различные шумы окружающей среды, достаточно долго для проведения как можно большего числа вычислений.

 Для снижения времени когерентности американские физики использовали т.н. зарядовые кубиты, представляющие собой электрон, удерживаемый на сверхчистой поверхности твердого неона (охлажденный неон, принявший кристаллическую форму) в вакууме. Благодаря своей низкой химической реактивности неоновая основа обеспечивает кубиту дополнительную защиту, снижая вероятность нарушения квантовой информации, зашифрованной в зарядовом состоянии электрона. В результате ученым удалось увеличить время когерентности кубита почти в 1000 раз — с изначальных 0,1 микросекунды до 0,1 миллисекунды.

 «Вместо того, чтобы выполнять от 10 до 100 операций за время когерентности традиционных зарядовых кубитов, наши кубиты способны выполнять 10 тыс. операций с очень высокой достоверностью и скоростью», — объясняет участник проекта, профессор Дафей Цзинь из Университета Нотр-Дам.

 Помимо времени когерентности, американским ученым также удалось заметно продвинуться и в масштабируемости квантовых систем, разработав двухэлектронные кубиты, способные обмениваться информацией через один и тот же сверхпроводящий контур.