Фото: D-Wave Systems, Inc. / CC BY 3.0

Исследователи Объединенного квантового института (США) впервые показали в работе пяти-кубитный масштабируемый квантовый компьютер.

Кубиты в новом устройстве представляют собой ионы иттербия, захваченные с помощью электромагнитного поля. Управлять регистрами квантового компьютера удается с помощью лазерных импульсов, изменяющих электронное состояние частиц, сообщает портал N+1 со ссылкой MIT Technology Review.

По словам авторов, ключевой результат работы — новая архитектура компьютера может масштабироваться. Отдельные пятикубитные модули теоретически возможно соединить между собой, однако на практике продемонстрировать этого еще не удалось. Кроме того, можно увеличить количество выстроенных в линию ионов иттербия и увеличить количество кубитов (наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере).

Компьютер способен исполнять все виды квантовых логических операций. Для проверки работоспособности авторы запрограммировали компьютер на выполнение нескольких известных алгоритмов, в частности, квантовое преобразование Фурье и алгоритм Дойча — Йожи (способен быстро выяснить, является ли функция постоянной или сбалансированной).

В 1990-х годах ученым удалось создать двух и трех-кубитные схемы и запускать на них квантовые вычисления. Однако дальнейший рост количества кубитов в квантовом компьютере замедлился. С увеличением их числа все труднее становилось удерживать элементы памяти в квантовом состоянии, не допуская декогеренции (процесс потери системой квантовых свойств).

«Работа, несомненно, демонстрирует прогресс в работе с ионными кубитами. Тем не менее, существует много систем, которые имеют потенциал масштабирования (например сверхпроводящие кубиты). Сегодняшний вопрос не в том, можно ли сделать масштабируемый квантовый компьютер теоретически, а в том, кто технологически дорос до того, чтобы его сделать», — сказал руководитель группы квантовых коммуникаций Российского квантового центра Юрий Курочкин.