Квантовые компьютеры, способные на много порядков ускорить обработку информации и обещающие ускорить прогресс в биохимии, криптографии, искусственном интеллекте и многих других сферах, пока не выходят за пределы экспериментальной фазы. Отчасти потому, что у квантовых компьютеров высокий коэффициент ошибок, что не удивительно, если вспомнить о том, насколько легко помехи нарушают состояние квантовой запутанности.

Специалисты из Гарвардского университета, работавшие в программе ONISQ, как и ряд других команд по всему свету пытались сделать квантовые машины менее подверженными ошибкам, соединив их с более практичными классическими компьютерами. В данном случае, ученые сконцентрировались на проблемах оптимизации, которые возникают в оборонной и промышленной сферах при разработке логических кубитов, пишет New Atlas.

Логические кубиты — те, что фактически переносят информацию и в качестве физических носителей могут использовать различные частицы, например, ридбергговские атомы. Такие «ридберговские кубиты» обладают полезным качеством гомогенности свойств, то есть каждый кубит неотличим от другого по поведению. Другие носители квантовой информации такой особенностью не обладают.

Эта гомогенность позволяет масштабировать их и быстро управлять ими при помощи лазера в квантовой схеме. Таким образом, появляется альтернатива современным, подверженным шумам методам проведения операций с кубитами при их последовательном соединении. Теперь, при отсутствии необходимости в последовательных процессах, становится возможным спроектировать динамическую реконфигурацию кубитов на квантовом чипе.

«Теперь можно взять целый набор кубитов, полностью, из одного места в схеме и переместить в другое при помощи лазерного пинцета, провести операцию, а затем вернуть обратно, где они были, — сказал Макунд Венгалатторе, руководитель программы ONISQ. — Переносные логические кубиты Ридберга с динамической реконфигурацией открывают совершенно новые концепции и парадигмы для разработки и создания квантовых вычислительных процессоров».

Сейчас у DAPRA 48 соединенных логических кубитов. Для практического применения нужно намного больше. Но все же существенно меньше, чем несколько миллионов, как предполагалось ранее, когда считалось, что такое количество потребуется для нейтрализации проблемы шума.

Сразу две независимых команды ученых добились недавно важного прорыва в области квантовой физики. С помощью технологии оптического пинцета им удалось связать не отдельные атомы, а целые молекулы в особое квантовое состояние запутанности. Квантовые компьютеры с кубитами на основе молекул могут стать естественной средой для так называемых кутритов, у которых, в отличие от кубитов, имеется не два, а три возможных состояния.