Нова Ера Квантових Обчислень: Розроблено Революційну Архітектуру для Мільйонів Кубітів

• Facebook
• X
• Reddit
• Pinterest
• Flipboard

Саме тому вчені розробили концепцію “Квантових Фононних Зв’язків” (Quantum Phononic Links, QPLs) – підхід, що забезпечує зв’язок на великі відстані між кубітами, використовуючи фонони. Фонони – це квазічастинки, що переносять енергію вібрацій – слугують для передачі інформації. На противагу цьому, традиційні методи, як-от поверхневі акустичні хвилі (високочастотні звукові коливання), потребують складних конструкцій та додаткового обладнання.

Відкриття, що змінює гру

“Одним із ключових викликів у квантових обчисленнях є довготривала зв’язність кубітів,” – зазначив Макс Миронов, доцент з напівпровідникових матеріалів та пристроїв у Варвікському університеті (Велика Британія) та провідний автор дослідження. “Наша робота пропонує новий підхід, де фонони виступають як квантова шина, дозволяючи віддаленим кубітам обмінюватися квантовою інформацією, залишаючись при цьому повністю сумісними з напівпровідниковою технологією.”

Для демонстрації цієї технології було створено прототип QPU, що складається з кремнію з тонким шаром германієвого кристалу – спеціалізованого матеріалу, який автори назвали “компресійно-деформований германій на кремнії” (cs-GoS). Германій є особливо цінним матеріалом для квантових обчислень, оскільки його природні властивості зменшують декогеренцію – втрату квантової інформації через зовнішні впливи.

Спінові кубіти на дірках поєднують довгий час квантової когерентності (здатність зберігати квантову інформацію) зі здатністю комунікувати за допомогою імпульсів електронів у системах керування. Однак їм складно формувати зв’язки та обмінюватися квантовою інформацією з кубітами, які не є їхніми безпосередніми сусідами. У будь-якій масштабній системі забезпечення такого “квантового зв’язку” між віддаленими кубітами є критично важливим для ефективної роботи технік квантової корекції помилок на всій площі величезної системи.

Фонони як ключ до масштабних квантових систем

• Вчені створили “найточніший” квантовий чіп завдяки новій обчислювальній архітектурі на основі кремнію
• Квантові обчислення, натхненні котом Шредінгера, стали на 160 разів надійнішими завдяки новому відкриттю
• Квантовий “диво-матеріал” може зберігати інформацію в одному вимірі завдяки нововідкритому магнітному перемиканню

QPLs є перспективними не лише для квантових обчислень, наголосили науковці у своєму дослідженні. Використовуючи фонони як сполучні елементи, ця техніка пропонує універсальний інтерфейс для гібридних квантових систем – традиційних комп’ютерів з функціоналом квантових обчислень. Це може забезпечити когерентне з’єднання напівпровідникових спінових кубітів з іншими квантовими платформами, такими як хмарні квантові обчислення.

Теми

Порада від Business News:

Sourse: www.livescience.com