Сегодня 07 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные предложили квантовый процессор с подвижными кубитами — он прост в производстве и гибок в работе

Группа учёных из Нидерландов предложила необычную квантовую архитектуру, реализация которой будет сравнительно проста даже сегодня, не говоря о будущем. Они совместили два подхода к реализации кубитов: на основе спинов электронов в полупроводниках, а также кубитов на нейтральных атомах и ловушках ионов. Но самое поразительное, что для этого они создали массивы на квантовых точках, которые до сих пор не имели ничего общего с кубитами.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

В сфере квантовых вычислений для реализации кубитов можно выделить два основных направления — это производство полупроводников, что позволяет говорить о простом массовом производстве, и всё остальное, что связано со сложным оборудованием и нетривиальной реализаций (сверхпроводящие трансмоны, ионы, холодные атомы и прочее). С чипами есть загвоздка — они всегда будут такими, какими сойдут с конвейера. Или, по крайней мере, пока для них не придумают свои ПЛИС. Это означает, что организация логических кубитов и выполняемые этими квантовыми чипами алгоритмы не будут гибкими. Иначе говоря — сделать легко, но использовать можно будет только по инструкции.

Ключевым преимуществом атомных/ионных систем является возможность физического перемещения кубитов (лазерным пинцетом или иным способом), что позволяет запутывать любые два кубита и разносить их куда угодно, реализуя необходимый алгоритм практически без ограничений, и так же просто выстраивая новые алгоритмы и логические кубиты, что обеспечивает гибкость в коррекции ошибок. И хотя простота здесь условная, зато гибкость очень и очень впечатляющая, которая будет недоступна фабричному чипу.

Учёные из Делфтского технического университета (Delft University of Technology) и разработчики из квантовой компании QuTech (которая плотно работала с Intel над полупроводниковыми кубитами) предложили решение, сочетающее преимущества обоих подходов. Для этого они предложили создавать массивы полупроводниковых квантовых точек — крошечных структур, способных удерживать одиночный электрон, спин которого будет служить кубитом. Квантовые точки компактны, хорошо интегрируются в полупроводниковые процессы и позволяют создавать чипы с большим числом элементов. Электрон в квантовой точке достаточно хорошо изолирован от окружающей среды, чтобы его спин сохранял когерентность и был пригоден для выполнения квантового алгоритма. Уточним, эта технология не имеет отношения к дисплеям на квантовых точках.

Гибкость в предложенном решении заключается в том, что электроны (кубиты) не остаются на одном месте в той или иной точке — их перемещают куда нужно, подобно атомам. Например, два электрона перемещают, заставляя их перескакивать с одной точки на другую, пока они не сблизятся и не запутаются, а затем заставляют вернуться назад или переместиться в иную позицию, таким образом, выстраивая алгоритм для исполнения.

Опыт показал, что спиновые кубиты можно перемещать между квантовыми точками в экспериментальном линейном массиве с помощью электрических сигналов, и при этом они не теряю квантовые состояния (условно — информацию). Учёные помещали электроны на концах цепочки, сдвигали их навстречу друг другу, добивались перекрытия волновых функций и выполняли двухкубитные операции (включая запутывание). После этого кубиты возвращали в исходные позиции, подтверждая сохранение запутанности. Кроме того, также была продемонстрирована телепортация квантового состояния. На тестовом устройстве из шести квантовых точек точность двухкубитных вентилей превысила 99 %, а телепортации — около 87 %, что далеко от идеала, но с эти уже можно работать.

Предлагаемая архитектура включает зоны хранения кубитов, «транспортные пути» и специальные зоны взаимодействия для выполнения операций. Такая мобильность позволяет динамически менять связи между кубитами, адаптируясь к разным схемам коррекции ошибок уже после изготовления чипа. Фактически спиновые кубиты при условной простоте производства чипов для них на современных заводах получили свободу настройки вычислительных алгоритмов и схем коррекции ошибок на уровне кубитов из холодных атомов и на ловушках ионов.

Очевидно, что разработка находится на ранних стадиях проработки, но перспективы у неё весьма радужные. Эта работа открывает путь к масштабируемым, производимым в больших объёмах квантовым процессорам с гибкостью в использовании, присущей хорошо изученным системам на атомах и ионах.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Первая за 20 лет новая Onimusha не разочаровала Capcom продажами — миллион копий Onimusha: Way of the Sword за один день 2 мин.
Valheim 2 не будет — разработчики продолжат расширять оригинальную Valheim 31 мин.
В нашумевшем кошачьем роглайке Mewgenics появился официальный перевод на русский язык — новый бесплатный контент и первое дополнение на подходе 3 ч.
Microsoft изменила структуру отчётности и теперь будет сообщать данные об облаке Azure, на которое приходится уже треть выручки 20 ч.
Авторы Cloudpunk раскрыли точную дату выхода атмосферного киберпанк-симулятора жизни Nivalis Night 22 ч.
OpenAI подтвердила причастность своих ИИ-агентов к захвату немецкого сайта 24 ч.
ИИ-агенты потребляют в пять раз больше токенов, чем люди, и это даёт преимущество дешёвым китайским моделям 06-09 08:47
Новая статья: WheelMates — без ветерка. Рецензия 06-09 00:08
Боевик Samson от создателя Just Cause выйдет на консолях до конца сентября после провального релиза на ПК 05-09 22:08
Амбициозная вампирская ролевая игра The Blood of Dawnwalker от ветеранов CD Projekt Red уже стала хитом продаж — миллион копий за два дня 05-09 19:42
Исследователи нашли в телевизорах LG уязвимости для скрытой записи звука 3 ч.
Корейский стартап HyperAccel представил ускорители Bertha для ИИ-инференса 4 ч.
На пять сингапурских операторов ЦОД приходится 98 % инвестиций в ЦОД Юго-Восточной Азии 5 ч.
Наращивание поставок Nvidia Rubin позволит 3-нм техпроцессу TSMC стать самым массовым в денежном выражении уже в этом полугодии 6 ч.
Новая статья: Компьютер месяца, спецвыпуск: выбираем мини-ПК для работы и развлечений в эпоху дефицита чипов памяти 13 ч.
RTFM-ошибка гиперскейл-уровня: инженер Google Cloud уронил часть облака, разом отключив все оптические кабели 18 ч.
HP представила ноутбуки OmniBook Ultra 16 и X 14 на процессоре Nvidia RTX Spark 19 ч.
CD переживают второе рождение — продажи компакт-дисков в США взлетели почти на 46 % 23 ч.
У Европы появилась своя частная ракета — Isar Aerospace со второй попытки вывела Spectrum на орбиту 23 ч.
В Китае разработан четвероногий робот-поводырь для незрячих людей 06-09 08:21