Сегодня 18 октября 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 🔥
Анонсирован Encryption — хоррор о поисках пропавшей дочери в охваченной лесными пожарами Италии 6 ч.
Новая статья: TOEM 2 — в одну уютную реку дважды. Рецензия 23 ч.
Сервер или люди? ИИ проверили задачей о вагонетке — и пожалели 17-10 17:05
Криптобиржа Bitget закрыла доступ к сервисам жителям России и Беларуси 17-10 16:35
Anthropic предложила американским законодателям собственный законопроект о регулировании отрасли ИИ 17-10 07:11
ИИ-модели Google достигли переломного момента: вскоре они смогут самосовершенствоваться 17-10 06:37
Глава Nvidia призвал отрасль не мириться с инцидентами в сфере безопасности, вызванными ИИ 17-10 05:51
Новая статья: Songs of Glimmerwick — песнь песней. Рецензия 17-10 00:00
Digital Foundry: похоже, в GTA VI наконец исправили проблему, которая преследовала игры Rockstar со времён GTA IV 16-10 22:50
Снуп Догг засветился в новом трейлере криминального боевика Stranger Than Heaven от авторов Yakuza 16-10 21:50
Fervo Energy запустила первую крупную коммерческую геотермальную электростанцию нового поколения 4 ч.
Просто прийти и купить не выйдет: Apple предупредила о дефиците iPhone Duo на старте продаж 11 ч.
Qualcomm представила платформу Dragonwing FWA Gen 6 Elite с поддержкой 5G, Wi-Fi 8 и спутниковой связи 13 ч.
Офисные коммутаторы QNAP QSW 2000 оснащены портами 2.5GbE 13 ч.
Высокие цены на память позволили китайской CXMT выйти в прибыль по итогам трёх первых кварталов этого года 15 ч.
Asus выпустила свою первую видеокарту Intel Arc — но она не для геймеров 17-10 22:26
Fervo построила геотермальный источник и превратила его в электростанцию — 33 МВт на пустом месте 17-10 21:40
«Nvidia делает всё возможное» — компания не подтвердила прекращение выпуска GeForce RTX 5090 17-10 19:25
Сетевая «Швейцария»: Cisco изменила стратегию в эпоху агентного ИИ, став более открытой и нейтральной 17-10 18:04
Biomemory представила DNA Shield — коммерческий сервис хранения данных в ДНК 17-10 16:48