Просто решение ни доближава до универсалния квантов компютър

Прецизно регулирано напрежение с висока честота, приложено към кубитите, влияе на посоката на кодираните завъртания и тези промени могат да се запишат
(снимка: HRL Laboratories)

Нови научни изследвания дават надежди за по-ефективни и надеждни квантови изчисления. Постепенно идеята за универсални квантови компютри придобива по-реалистични очертания.

Специалисти от HRL Laboratories публикуваха статия в сп. Nature, която описва експеримент за управление на силициеви спинови кубити. Решението се оказва изненадващо просто и удобно, способно да тласне науката напред към създаването на универсален квантов компютър.

Това все още не е разработка, готова за реализация, но дава много ясен план за действие, при който всеки етап е напълно осъществим днес, отбелязва SciTechDaily в публикация за изследването.

Повечето от днешните схеми за въздействие върху силициевите въртящи се кубити и други варианти на кубити се основават на микровълново излъчване. Изпращането на радиосигнал с резонансна честота променя квантовото състояние на кубитите или ги разчита. Но много по-удобно е, ако управляващите сигнали се изпращат като импулси на напрежение – така, както е в съвременната електроника.

Подобна реализация предлагат изследователи от HRL Laboratories. И те не просто я предлагат, а вече са създали експерименталeн макет и оценяват неговата способност да контролира кодирани кубити – завъртанията (спиновете) на силициевите кубити.

Решението се свежда до квантови точки, произведени по конвенционален фабричен процес, към които са свързани електроди. Квантовата точка е съединение от силиций и силициев германий (Si/SiGe). Всяка квантова точка улавя електрон, чиято посока на въртене е кодирана от напрежението в електрода.

Учените демонстрират, че прецизно регулирано напрежение с висока честота, приложено към електродите между квантовите точки (кубити), може да повлияе на посоката на кодираните завъртания и тези промени могат да се запишат.

Всъщност учените показват логическо устройство за квантови изчисления, въпреки че работещите алгоритми все още са далеч. Независимо от това, предложеното решение демонстрира добро време на съгласуваност и устойчивост на много външни влияния и на цял списък от грешки, които са типични за метода на микровълново въздействие върху кубитите.

За разлика от всички други популярни кубити, разработчиците са сигурни, че в тяхната схема няма непреодолими бариери – всичко се решава постепенно, докато други кубити имат поне едно непреодолимо препятствие.

„Трудно е да се определи най-добрата технология за кубити, но мисля, че силициевите кубити с обмен са поне най-балансираните”, казва Тадеус Лад, ръководител на екипа на HRL и съавтор на статията.

„Има реални предизвикателства за подобряване на грешките, мащаба, скоростта, еднородността, преслушването и други аспекти, но нито едно от тях не изисква чудо [за преодоляването му]. За много други видове кубити има поне един аспект, който все още изглежда много, много труден”, обобщава ученият.