Австралийские ученые разработали технологию управления квантовым компьютером

Ученые из Университета Нового Южного Уэльса придумали технологию, которая предотвратит разрушение квантовых кубитов под действием тепла.

В частности, замена проводов в квантовых компьютерах на кристаллы позволит уберечь кубиты от разрушительного тепла, а также даст возможность управлять миллионами таких кубитов.

Об этом сообщает научный портал Science Advances.

В данный момент по причине того, что состояние системы квантовых кубитов в данных компьютерах очень не стабильно, ученые не могут одновременно контролировать свыше нескольких сотен таких частиц, в то время, как для проведения действительно сложных вычислений требуются миллионы кубитов.

Мощность квантовых компьютеров заключается в способности квантовых частиц – кубитов находиться в состоянии суперпозиции, в числовом значении одновременно представляя и ноль и единицу, служащие основой элементарной единицы информации – бита. Это позволяет значительно ускорить процесс вычислений.

Однако при взаимодействии с окружающей средой кубиты могут распадаться и терять состояние суперпозиции. В связи с этим контролировать состояние суперпозиции чрезвычайно сложно. Наиболее эффективным способом считается поддержание температуры, близкой к абсолютному нулю, чтобы сохранять кубиты в состоянии неподвижности.

Чаще всего информация в кубитах шифруется при помощи микроволновых магнитных полей, посредством пропускания тока по проводам. Однако для увеличения производительности требуется больше проводов, а значит вырастет и количество выделенного тепла, что может разрушить квантовые связи между кубитами.

Исследователи из Австралии предложили отказаться от использования проводов и поддерживать создание магнитных полей при помощи квантового чипа с кристаллической призмой, который называется диэлектрическим резонатором.

«Таким образом, в принципе, мы могли бы предоставить поля управления до четырех миллионов кубитов», – отмечает доктор Джаррид Пла.

Однако еще одной проблемой является то, что при предоставлении результатов квантовый компьютер выделяет большое количество тепла, грозящего разрушить состояние суперпозиции.

В связи с этим ученым необходим механизм, который будет предоставлять требуемый ответ в соответствии с условиями поставленной задачи, сохраняя при этом состояние суперпозиции.