Сегодня 09 мая 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Anthropic отучила свой ИИ шантажировать пользователей при угрозе отключения 5 ч.
Microsoft улучшила работу Windows 11 с тачпадом и сенсорной клавиатурой, а также повысила стабильность «Проводника» 7 ч.
Пользователей Instagram лишили сквозного шифрования в личных сообщениях 7 ч.
ИИ всё чаще пишет научные статьи — отличить от человеческих становится невозможно, и это пугает 9 ч.
ИИ-модель OpenAI GPT-5.5 оказалась в 1,5–2 раза дороже предшественницы 9 ч.
В ЕС назвали VPN лазейкой для обмана систем проверки возраста — и её хотят закрыть 12 ч.
Департамент DOGE Илона Маска использовал ChatGPT глупым и незаконным способом 12 ч.
Новая статья: Saros — исправление ошибок, которых не было. Рецензия 24 ч.
«Мощный инструмент, но не замена художников и творцов»: руководство Sony прояснило использование генеративного ИИ в играх PlayStation 08-05 23:00
Роскомнадзор заявил, что не ограничивал доступ к GitHub 08-05 19:52
Война на Ближнем Востоке усугубил дефицит строительных материалов и компонентов для ЦОД 12 мин.
Учёные предложили квантовый процессор с подвижными кубитами — он прост в производстве и гибок в работе 50 мин.
Разработчик технологии квантовых точек для телевизоров показал недостатки панелей RGB LED 6 ч.
В США расследуют аварии с участием роботакси Avride, ранее входившей в «Яндекс» 7 ч.
Жители США бунтуют против дата-центров — запреты множатся по всей стране 7 ч.
Sony призналась, что ещё не решила, когда и по какой цене выпустит PlayStation 6 9 ч.
Lian Li выпустила СЖО с 6,67-дюймовым изогнутым дисплеем — HydroShift II OLED Curved 360 AIO 9 ч.
Завершены первые огневые испытания новой версии ускорителя Super Heavy — SpaceX готова к запуску Starship V3 9 ч.
Слишком большой ЦОД для маленькой страны — создание гигаваттного дата-центра Microsoft в Кении застопорилось из-за нехватки электроэнергии 10 ч.
Mitsubishi Heavy Industries модернизирует производство газовых турбин, чтобы удовлетворить спрос операторов ИИ ЦОД 10 ч.