Експериментална система за прехвърляне на кубити между отделни процесорни модули
(снимка: University of Sussex)
Експерименталните квантови компютри вече имат стотици кубити, но ефективното използване на такива системи в практиката ще започне едва след появата на машини с десетки и стотици хиляди кубити, дори милиони кубити. В крайна сметка всичко опира до мащабиране на изчислителните ресурси и това е проблем в момента.
Британските учени виждат едно от решенията на този проблем в модулния подход, при който квантовите чипове, подобно на парчета от пъзел, ще бъдат свързани помежду си по прост начин. Изследователи от университета в Съсекс и отделената от него компания Universal Quantum демонстрираха за първи път директен трансфер на кубити (квантови състояния) между две независими квантови чипа, при това с рекордна скорост и точност.
Скоростта и точността на предаване се оказаха с порядъци по-високи от предишните експерименти, което дава надежда за прилагане на модулния подход при създаване на мащабни квантови компютри или симулатори, отбелязва Phys.org, позовавайки се на изследването, публикувано в научното издание Nature Communications.
Индивидуалните квантови чипове са поставени един до друг, но нямат директна връзка помежду си. Това значително опростява както архитектурата, така и внедряването на широкомащабни квантови системи.
Кубитите почти се телепортират през въздушната междина между два чипа. Изследването доказва, че квантовите състояния не се унищожават по време на такъв трансфер и са напълно запазени, включително мистериозна суперпозиция, при която стойността на един кубит може да бъде с еднаква вероятност всичко от 0 до 1.
В своя експеримент учените са работили с кубити върху йони в капани. Йоните са добри кандидати за кубити, защото имат едно от най-дългите времена на кохерентност (за съхраняване на квантови състояния за изчисления или симулации) сред другите претенденти за кубити.
Една от най-мощните квантови системи на Honeywell днес е изградена на този принцип и проблемът с мащабирането е много остър. Броят на йонните капани на един чип е физически ограничен и без модулен подход е просто невъзможно да се говори за създаване на мултикубитови платформи.
Британската разработка е доста обещаваща и неслучайно Universal Quantum получи 67 милиона евро от Германския аерокосмически център (DLR) за изграждане на два квантови компютъра, където ще се използва новата технология. Това е най-голямата еднократно платена сума от публично финансиране към която и да е квантова компания и дава надежда за значителна практическа стойност на разработката.