В Гарварді створили систему для «вічної» роботи квантового комп'ютера

Вчені з Гарвардського університету повідомили про прорив у створенні розвинених квантових комп'ютерів. За останні п'ять років вони розробили платформу для підтримки безперервної роботи квантового обчислювача. Платформа сама, без участі людини, підтримує кубіти в робочому стані, поповнюючи їх атомами замість випадково покинутих кубітів частинок, що забезпечує безперервну роботу системи без набридливих сьогодні перезавантажень.

Джерело зображення: Harvard University

Про прорив повідомила група фізиків Гарварду під керівництвом колишнього випускника МФТІ професора Михайла Лукина. Вони створили першу у світі квантову обчислювальну машину, здатну працювати безперервно без перезапусків. Про досягнення розповідається в останньому випуску журналу Nature. Створена в лабораторії система дозволила квантовій платформі працювати більше двох годин, а теоретично — безкінечно.

На відміну від класичних комп'ютерів, які використовують біти зі станами 0 або 1, квантові машини оперують кубітами, зокрема на основі субатомних частинок, які можуть існувати в кількох станах одночасно — у суперпозиції. Це дозволяє вирішувати складні задачі за хвилини замість тисячоліть. Зроблене відкриття, досягнуте в партнерстві з вченими з Массачусетського технологічного інституту (MIT), обіцяє революцію в медицині, фінансах і криптографії, де потрібні інтенсивні обчислення для моделювання молекул і оптимізації.

Основною проблемою квантових комп'ютерів протягом багатьох років залишалася втрата атомів — процес, при якому субатомні частинки, що формують кубіти, покидають систему, що веде до втрати інформації та збоїв. Раніше навіть найсучасніші пристрої працювали всього кілька мілісекунд, максимум — близько 13 секунд, що робило неможливими тривалі розрахунки. Це стосується не всіх квантових обчислювачів, але особливо сильно впливає на кубіти з нейтральних атомів, якими якраз і займається в Гарварді група Лукина.

Проект Лукина, запущений п'ять років тому, був спрямований саме на подолання цього бар'єру. Нова машина з 3000 кубітами демонструє стабільність, вводячи до 300 000 атомів на секунду для компенсації втрат.

Ключовим рішенням стали два інноваційних інструменти: «оптична решітка-конвеєр» і «оптичні пінцети», які переміщують і поповнюють атоми без порушення квантової інформації. За словами вчених, «тепер нічого фундаментально не обмежує тривалість роботи наших атомних квантових комп'ютерів — ми можемо замінювати втрачені атоми свіжими». Ця технологія забезпечує безперервність, зберігаючи цілісність системи. Дослідники підкреслюють, що план подальшого розвитку ясний, і машина вже демонструє потенціал для масштабування.

«Це просто область з величезним потенціалом для інновацій, — пояснюють дослідники. — Ми усуваємо розрив між тим, що може зробити апаратне забезпечення, і тим, що обіцяють алгоритми. Ця область дозріла для відкриттів».

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки