Создан самый большой квантовый компьютер в истории

Ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (UMD) и Национального института стандартов и технологий (NIST) США создали модель квантовой системы, состоящей из 53 кубитов. Построенные до этого квантовые симуляторы ограничивались 20 кубитами.

Квантовая модель использует кубиты для имитации сложной квантовой материи. Создание симуляторов кубитов является ключевой задачей на пути создания полноценного квантового компьютера. Симулятор UMD-NIST был создан путем развертывания 53 отдельных иттербиевых ионов, удерживаемых на месте позолоченными «бритвенно острыми» электродами, поясняют авторы проекта.

Ученые утверждают, что в систему можно добавить и больше атомов, тогда число кубитов возрастет. По словам ведущего автора исследования Цзехана Чжана (Jiehang Zhang), вскоре появится возможность контролировать 100 и более кубитов. Результаты своих исследований Чжан с коллегами опубликовали в журнале Nature. Примечательно, что одновременно там же было опубликована работа о 51-кубитной квантовой модели, анонсированной учеными из Гарварда и Массачусетского технологического университета (MIT). В их симуляторе использованы атомы рубидия, ограниченные лазерными лучами.

Как и все системы кубитов, базирующиеся на ионах, UMD-NIST может работать при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. Кубиты надежно изолированы от влияния окружающей среды.

«Каждый ионный кубит — это стабильные атомные часы, которые можно полностью воспроизвести», — отмечает профессор физики Кристофер Монро (Christopher Monroe), руководитель команды UMD. «Они эффективно соединены вместе с внешними лазерными лучами. Это означает, что одно и то же устройство может быть перепрограммировано и перенастроено снаружи, чтобы адаптироваться к любому типу квантового моделирования или будущего квантового компьютерного приложения, который появится».

Современные транзисторные компьютеры испытывают сложности, имея дело более чем с двадцатью взаимодействующими квантовыми объектами. Причина заключается в квантовом магнетизме, из-за которого взаимодействие может привести к магнитному выравниванию или смешению конкурирующих интересов. В результате 53 взаимодействующих друг с другом квантовых магнита создают около квадриллионов возможных магнитных конфигурации, и это количество возрастает вдвое с добавлением каждого нового магнита, отмечают разработчики.