Исследователи из Массачусетского технологического института сделали значительный шаг к ускорению квантовых вычислений, разработав уникальную схему с рекордной связью между фотонами и искусственными атомами — ключевыми компонентами квантовых компьютеров. Об этом сообщает журнал Nature Communications.
Будущие квантовые компьютеры смогут эффективно моделировать новые материалы, улучшать алгоритмы машинного обучения и решать задачи, которые недоступны классическим компьютерам. Однако для реализации этих возможностей квантовые операции должны происходить с высокой скоростью, иначе накопление ошибок приведет к снижению точности.
Под руководством доктора Юфэна Брайта Е была создана инновационная квантовая соединительная схема, названная quarton coupler. Этот сверхпроводящий элемент усиливает взаимодействие между кубитами и светом, а его связь оказалась в десять раз сильнее, чем в предыдущих экспериментах. Это достижение может позволить выполнять квантовые операции, такие как считывание информации, за считанные наносекунды.
«Время измерений на этапах коррекции ошибок обычно велико. Наша разработка может решить эту проблему и приблизить нас к эпохе стабильных квантовых вычислений», — отметил Е.
Устройство соединяет два сверхпроводящих кубита на чипе: один из них выступает в роли «резонатора», а другой — как «искусственный атом», хранящий данные. Обмен фотонами — частицами микроволнового света — между ними обеспечивает перенос квантовой информации.
Полученные результаты также продемонстрировали сильную связь между двумя кубитами, что имеет важное значение для выполнения логических операций в квантовых системах.
Хотя исследования пока находятся на фундаментальном уровне, они открывают новые горизонты для разработки сверхбыстрого считывания и обработки информации. Это критически важно, поскольку кубиты имеют ограниченное время жизни: чем быстрее проводятся вычисления, тем больше операций удается выполнить до распада квантового состояния.
Кстати, искусственный интеллект уже продемонстрировал лучшие результаты, чем люди, в выборе щенков для подготовки собак-поводырей. Что ты об этом думаешь?