Atom Computing использует в качестве носителей квантовой информации нейтральные атомы, а не ионы, как ряд других компаний. Лазерные лучи создают точки, которые притягивают атомы и в которых они остаются до тех пор, пока их оттуда не выбьют случайные молекулы газа. Поскольку расположение атомов задается конфигурацией лазеров, можно воздействовать на каждый из них по отдельности. Квантовая информация хранится в спине ядра атома, относительно защищенная от воздействия среды. В то время как период когерентности других типов кубитов составляет всего доли секунды, нейтральные атомы зачастую сохраняют состояние десятки секунд.

Кроме того, их можно располагать плотнее относительно друг друга. Это, по словам представителей Atom Computing, открывает возможность быстрого масштабирования системы. А поскольку атомы не вступают во взаимодействие друг с другом, пока ими не манипулируют, их можно упаковать в относительно плотное пространство, рассказывает Ars Technica.

Эти особенности подхода позволяют значительно увеличить количество кубитов, что и сделала компания, шагнув от скромной архитектуры 10×10 атомов в 2021 году к решетке 35×35, увеличив потенциальное количество атомов до 1225. Пока испытания проводятся только с 1180 атомами, но и это количество позволяет называть квантовую машину Atom самой большой из заявленных публично.

Кубиты в ней расположены внутри ящика 3,6 на 1,5 м, вместе с лазерами и оптикой, вакуумной системой и свободным пространством. Такая машина сможет проработать около 100 секунд, прежде чем неизбежные столкновения атомов с молекулами газа в вакуумной камере не заставят остановить вычисления и перенастроить систему.

Использовать все эти 1000 с лишним кубитов для одного вычисления пользователи тоже не смогут, из-за риска возникновения слишком большого количества ошибок. Однако в дальнейшем сторонние компании смогут разработать алгоритмы, которые помогут добиться полезных результатов или подскажут, как создать более совершенные квантовые компьютеры.

Но главное предназначение этой машины — работа над коррекцией квантовых ошибок. Обычно схемы коррекции включают распределение одного логического кубита по множеству аппаратных кубитов, так что их требуется достаточно много. Одну из операций, необходимых для коррекции ошибок, Atom Computing уже продемонстрировала, проведя без потерь измерения атомов, пока те выполняли вычисления.

«Наша цель — сделать единую систему с полезным числом кубитов, — сказал Бен Блум, технический директор компании. — Для нас это означает от сотен тысяч до миллионов кубитов в одной системе». По его мнению, трудности при переходе от 100 к 1000 кубитов значительно серьезнее, чем следующие шаги компании — 10 000 и 100 000 кубитов.

Специалисты из Научно-технического университета Китая объявили о прорыве в решении сверхсложной математической задачи с помощью нового фотонного квантового компьютера — он справился с ней за миллионную долю секунды. Самому быстрому современному суперкомпьютеру — американскому Frontier — на ее решение потребовалось бы 20 млрд лет.