(Зображення: Baac3nes/Getty Images)
Вчені з Каліфорнійського технологічного інституту провели рекордний експеримент, в якому вони синхронізували 6100 атомів у квантовому масиві. Це дослідження може призвести до створення більш надійних та відмовостійких квантових комп'ютерів.
В експерименті вони використовували парні нейтральні атоми як квантові біти (кубіти) в системі та утримували їх у стані «суперпозиції» для проведення квантових обчислень. Для цього вчені розділили лазерний промінь на 12 000 «лазерних пінцетів», які разом утримували 6100 кубітів.
Як описано в новому дослідженні, опублікованому 24 вересня в журналі Nature, вчені не лише встановили новий рекорд за кількістю атомних кубітів, розміщених в одному масиві, але й збільшили тривалість когерентності «суперпозиції». Це час, протягом якого атом доступний для обчислень або перевірки помилок у квантовому комп'ютері, і вони збільшили цю тривалість з кількох секунд до 12,6.
Вам може сподобатися
-
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
-
Вчені досягли прориву в квантових обчисленнях «магічного стану», який розроблявся 20 років тому
-
Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Всередині лабораторії Endres з масивом із 6100 кубітів – YouTube
Дивитися далі
Це дослідження є значним кроком до створення великомасштабних квантових комп'ютерів, здатних на технологічні досягнення, що значно перевершують можливості найшвидших суперкомп'ютерів сьогодні, зазначають вчені. Вони додали, що це дослідження є ключовою віхою у розробці квантових комп'ютерів, що використовують архітектуру нейтральних атомів.
Цей тип кубіта має перевагу, оскільки він може працювати за кімнатної температури. Найпоширеніший тип кубітів, виготовлений з надпровідних металів, потребує дорогого та громіздкого обладнання для охолодження системи до температур, близьких до абсолютного нуля.
Шлях до квантової переваги
Широко поширена думка, що розробка корисних квантових комп'ютерів вимагатиме систем з мільйонами кубітів. Це пояснюється тим, що кожен функціональний кубіт потребує кількох кубітів з виправленими помилками для забезпечення відмовостійкості.
Кубіти за своєю суттю є «шумними» та мають тенденцію легко декогерувати під впливом зовнішніх факторів. Коли дані передаються через квантову схему, ця декогеренція спотворює їх, роблячи дані потенційно непридатними для використання. Щоб протидіяти цьому шуму, вчені повинні розробляти методи відмовостійкості разом із методами розширення кубітів. Саме тому величезна кількість досліджень досі спрямована на квантову корекцію помилок (QEC).
Багато сучасних систем вважаються функціональними, але більшість із них не відповідають мінімальному порогу корисності порівняно зі суперкомп'ютером. Наприклад, квантові комп'ютери, створені IBM, Google та Microsoft, успішно перевершили класичні комп'ютери та продемонстрували те, що часто називають «квантовою перевагою».
Але ця перевага значною мірою обмежувалася спеціалізованими обчислювальними задачами, розробленими для демонстрації можливостей конкретної архітектури, а не практичними проблемами. Вчені сподіваються, що квантові комп'ютери стануть кориснішими, оскільки вони масштабуватимуться, а помилки, що виникають у кубітах, будуть краще керуватися.
«Це захопливий момент для квантових обчислень на нейтральних атомах», – заявив провідний автор дослідження Мануель Ендрес, професор фізики в Каліфорнійському технологічному інституті та головний дослідник. «Тепер ми бачимо шлях до великих квантових комп’ютерів з корекцією помилок. Будівельні блоки вже закладені».
Більш помітними, ніж сам розмір масиву кубітів, є методи, що використовуються для масштабування системи, зазначають дослідники у дослідженні. Вони вдосконалили попередні зусилля, щоб досягти приблизно 10-кратних покращень у ключових областях, таких як когерентність, суперпозиція та розмір масиву. Порівняно з попередніми зусиллями, вони масштабували кількість кубітів в одному масиві з сотень до понад 6000, зберігаючи при цьому точність 99,98%.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
— Прорив Microsoft може зменшити кількість помилок у квантових комп'ютерах у 1000 разів
—Квантовий інтернет стає ближчим завдяки новому чіпу — він допомагає передавати квантові сигнали через реальні волоконно-оптичні кабелі
— Вчені винаходять віртуальні машини для квантових обчислень — вони скоротять час виконання з днів до годин
Вони також продемонстрували нову техніку «човникового переміщення» масиву шляхом переміщення атомів на сотні мікрометрів по масиву без втрати суперпозиції. Можливо, що з подальшим розвитком використання човникового переміщення може забезпечити новий вимір миттєвого виправлення помилок, сказали вони.
Наступні кроки команди включають зв'язування атомів разом у масиві за допомогою стану квантової механіки, який називається заплутаністю, що призведе до повноцінних квантових обчислень. Вони додали, що вчені сподіваються використати заплутаність для розробки сильніших методів відмовостійкості з ще точнішою корекцією помилок. Ці методи можуть виявитися вирішальними для досягнення наступної віхи на шляху до корисних, відмовостійких квантових комп'ютерів.
Трістан Грін
Трістан — журналіст, що спеціалізується на науці та технологіях, зі США. Він висвітлює теми штучного інтелекту (ШІ), теоретичної фізики та передових технологій.
Його роботи були опубліковані в численних виданнях, включаючи Mother Jones, The Stack, The Next Web та Undark Magazine.
До журналістики Трістан 10 років служив у ВМС США програмістом та інженером. Коли він не пише, він любить грати в ігри з дружиною та вивчати військову історію.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
Вчені досягли прориву в квантових обчисленнях «магічного стану», який розроблявся 20 років тому
Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Крихітний кріогенний пристрій скорочує теплові викиди квантових комп'ютерів у 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
Японія запускає свій перший власний квантовий комп'ютер
Науковий прорив призводить до створення «флуоресцентного біологічного кубіта» — це може означати перетворення ваших клітин на квантові сенсори
Найновіше в галузі обчислювальної техніки
Історія науки: Винахід транзистора започаткував еру обчислювальної техніки — 3 жовтня 1950 року
Microsoft представляє нові комп'ютерні чіпи з рідинним охолодженням — вони можуть запобігти сильному перегріву центрів обробки даних зі штучним інтелектом
Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Квантовий інтернет стає ближчим завдяки новому чіпу — він допомагає передавати квантові сигнали через реальні волоконно-оптичні кабелі
Прощавай, комп'ютерна миша? Вчені стверджують, що нові дивні конструкції можуть зменшити травми зап'ястя.
Крихітний кріогенний пристрій скорочує теплові викиди квантових комп'ютерів у 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
Останні новини
6 мільйонів років тому Червоне море пережило «одну з найекстремальніших екологічних подій на Землі»
Новий аналіз показує, що сумнозвісний корабель Шеклтона «Ендьюранс» явно мав кілька структурних недоліків
Пролетіть крізь 1000-мильний лабіринт на Марсі за допомогою цього захопливого нового супутникового відео
Підступний астероїд пролетів повз Антарктиду ближче, ніж супутник, і астрономи помітили його лише через кілька годин.
Вчені використовували штучний інтелект для картографування незвіданих ділянок мозку миші
У Туреччині виявлено 2700-річний храм зі «священною печерою», який, можливо, вшановує «богиню-мати»
ОСТАННІ СТАТТІ
1. Пролетіть крізь 1000-мильний лабіринт на Марсі за допомогою цього захопливого нового відео, знятого з супутника.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
