Китайские ученые из Международной академии квантов в Шэньчжэне добились прорыва в области квантовых вычислений. Они создали первый в мире кремниевый квантовый чип, способный выполнять полный набор логических операций с обнаружением ошибок.
Прорыв в квантовых вычислениях
Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Это достижение знаменует собой важный шаг к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров.
Особенности кремниевого квантового чипа
В отличие от предыдущих платформ на основе сверхпроводящих кубитов, технология изготовления кубитов на кремниевой основе открывает путь к массовому производству благодаря совместимости с существующим полупроводниковым производством.
Опытный чип был изготовлен путем точного размещения атомов фосфора в кремниевой матрице с атомарной точностью. Ученые также разработали метод снижения помех — основного источника ошибок в квантовых системах.
Коррекция ошибок и практическая применимость
Ученые объединили четыре кубита в два защищенных логических элемента, что позволило автоматически фиксировать ошибки, вызванные шумом или интерференцией. Впервые в кремнии была реализована вся цепочка: подготовка квантовых состояний с коррекцией ошибок, выполнение основных вычислительных операций и обеспечение работы заданного алгоритма.
В процессе эксперимента чип успешно рассчитал низкоэнергетическое состояние молекулы воды (H2O), получив результат, близкий к теоретическому. Это доказало практическую применимость подхода для реализации реальных квантовых алгоритмов.
Перспективы и следующие шаги
Разработка открывает перспективы для масштабирования квантовых систем и их интеграции в существующие дата-центры и устройства. Следующие шаги включают усилия по дальнейшему снижению интерференции, повышению точности размещения атомов и увеличению числа кубитов на одном чипе.
В долгосрочной перспективе кремниевые квантовые компьютеры могут стать доступными и экономически эффективными, что ускорит развитие квантовых технологий в промышленности и науке.
Этот прорыв является важным шагом на пути к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров и открывает новые возможности для развития квантовых технологий.
EN 
RU