Команда ученых из Калифорнийского технологического института заключила атомы цезия в вакуумные ловушки при помощи лазерного пинцета, или крошечных сфокусированных пучков света. Разделив лазерный луч на 12 000 пинцетов, они разместили 6100 кубитов в решетке.

Главным достижением команды стало сохранение качества суперпозиции — квантового феномена, благодаря которому кубиты могут находиться одновременно в двух состояниях — в условиях увеличения их количества. Кубиты оставались в суперпозиции около 13 секунд, что почти в 10 раз дольше, чем при предыдущих попытках создания аналогичных систем, пишет IE.

Кроме того, точность управления отдельными кубитами составила 99,98%.

«Часто считается, что большие масштабы, большое количество атомов приводит к снижению точности, — сказал Гёхэй Номура, один из исследователей. — Но наши результаты показывают, что мы можем добиться и того, и другого. Кубиты низкого качества бесполезны. Теперь у нас есть и количество, и качество».

Исследователи продемонстрировали возможность перемещения атомов цезия на сотни микрометров по массиву, не нарушая при этом состояния суперпозиции. В этом состоит преимущество кубитов с нейтральными атомами по сравнению со сверхпроводящими кубитами. Более свободное перемещение кубитов поможет будущим вычислительным машинам эффективно исправлять ошибки.

Следующим рубежом является коррекция ошибок большого масштаба, требующая тысяч физических кубитов.

Следующий шаг ученых — обеспечить запутанность кубитов, после чего они смогут действовать как единая система. Именно это делает возможными полномасштабные квантовые вычисления и играет ключевую роль в моделировании природных явлений, от экзотических состояний вещества до квантовых полей, формирующих пространство-время.

Совсем недавно ученые из Австралии успешно создали состояние запутанности между двумя атомами фосфора в кремнии, использовав в качестве соединительного моста электроны.