Ученые создали первый микрочип для квантового компьютера
Ученые из Австралии и Германии создали микрочип — шириной 1,5 см, длиной 5 см и толщиной 0,5 см — компоненты которого взаимодействуют со светом различными способами. Они связаны крошечными каналами или волноводами, проводящими свет, как провода — электричество. Об этом сообщает портал Phys.org.
Это исследование преодолело одну из серьезных проблем на пути к появлению оптического квантового компьютера. Впервые ученым удалось интегрировать три основных элемента, необходимых для его создания: генерацию квантовых состояний света, быстрое и перенастраиваемое управление этими состояниями и их обнаружение.
«Благодаря этому устройству мы совершили важный технологический шаг к созданию оптического квантового компьютера, который решает определенные проблемы намного быстрее, чем современные компьютеры, — говорит профессор Эланор Хантингтон из Австралийского национального университета. — Помимо открытия новых материалов и лекарственных препаратов и улучшения методов энергосбережения оптический квантовый компьютер позволит ускорить поиск по базам данных и поможет решить сложные математические проблемы в различных отраслях».
Главное препятствие, мешающее построить квантовый компьютер с большим числом кубитов, — это ошибки, которые неизбежно возникают при вычислениях, считывании и записи информации в кубиты из-за разрушения их квантового состояния. Чем больше кубитов, тем выше вероятность, что кубит станет взаимодействовать со своим «соседом», и тем чаще возникают ошибки. Если говорить более строго, время декогеренции (распада суперпозиции) системы быстро уменьшается при увеличении числа входящих в ее состав компонент.
В марте 2018 года компания Google объявила, что ей удалось построить 72-кубитный квантовый процессор Bristlecone, имеющий низкий процент ошибок в вычислениях. Компания не раскрыла подробных характеристик устройства, однако утверждает, что оно позволяет достичь «квантового превосходства». Согласно специалистам Google, для того чтобы квантовый компьютер мог решать задачи, недоступные для «обычных» компьютеров, требуется соблюдение следующих условий: в его состав должно входить не менее 49 кубитов, «глубина» (circuit depth) должна превышать 40 кубитов, а вероятность ошибки в двухкубитном логическом элементе должна быть не выше 0,5 %. Для построенного компьютера эти требования выполняются, за исключением доли ошибок (она составляет 0,6 %).
