Инженеры Принстона совершили прорыв в квантовых вычислениях: новый кубит работает втрое дольше

Исследователи из Принстонского университета представили значительный шаг вперед на пути к созданию практических квантовых компьютеров. Об этом сообщает princeton.edu.
Команда инженеров разработала сверхпроводящий кубит, который демонстрирует время жизни, втрое превышающее показатели существующих аналогов. Это открытие может ускорить развитие технологии, открывая двери для решения задач, недоступных для современных вычислительных машин.

«Главная проблема, мешающая нам сегодня получить полезные квантовые компьютеры, заключается в том, что информация, хранящаяся в кубите, сохраняется очень недолго», — пояснил Эндрю Хоук, руководитель национального исследовательского центра квантовых технологий, декан инженерного факультета Принстона и один из ведущих авторов исследования. «Это следующий большой скачок вперед».

В статье, опубликованной 5 ноября в авторитетном научном журнале Nature, команда Принстона сообщила, что их новый кубит способен сохранять свою когерентность более 1 миллисекунды. Этот показатель в три раза превосходит лучшее время, зафиксированное ранее в лабораторных условиях, и почти в 15 раз превышает отраслевой стандарт для крупномасштабных процессоров. Для подтверждения эффективности своей разработки исследователи собрали полностью функционирующий квантовый чип на основе нового кубита. Это решение одной из ключевых проблем, препятствующих эффективной коррекции ошибок и масштабируемости промышленных квантовых систем.

Разработка нового кубита по своей архитектуре схожа с теми, что используются ведущими компаниями, такими как Google и IBM, что позволяет легко интегрировать ее в существующие процессоры. По словам Хоука, замена компонентов в лучшем квантовом процессоре Google, известном как Willow, на разработку Принстона позволила бы улучшить его производительность в 1000 раз. Более того, преимущества нового кубита растут экспоненциально с увеличением числа элементов в системе, поэтому добавление большего количества кубитов принесет еще более значительный эффект.

Современные квантовые компьютеры обладают потенциалом для решения задач, которые не под силу обычным компьютерам. Однако текущие версии находятся на ранних стадиях разработки и имеют существенные ограничения. Основная причина заключается в том, что базовый элемент квантовых компьютеров, кубит, теряет свое состояние до того, как системы успевают выполнить полезные вычисления. Увеличение времени жизни кубита, или времени когерентности, является критически важным для выполнения сложных операций. Разработка принстонских инженеров представляет собой самый значительный прогресс во времени когерентности за последнее десятилетие.

«Этот прорыв выводит квантовые вычисления из области возможного в область практического применения», — отметил Хоук. «Теперь мы можем начать добиваться прогресса гораздо быстрее. Вполне возможно, что к концу десятилетия мы увидим научно значимый квантовый компьютер».

Хотя инженеры исследуют различные технологии для создания кубитов, принстонская версия основана на типе схемы, известном как трансмон-кубит. Трансмон-кубиты, используемые в разработках таких компаний, как Google и IBM, представляют собой сверхпроводящие схемы, работающие при экстремально низких температурах. Их преимущества включают относительно высокую устойчивость к внешним помехам и совместимость с современными производственными процессами электроники.

Однако увеличение времени когерентности трансмон-кубитов оказалось чрезвычайно сложной задачей. Недавние исследования Google показали, что основное ограничение при улучшении их новейших процессоров связано с качеством материалов, используемых для изготовления кубитов.

Команда Принстона применила двухсторонний подход к перепроектированию кубита. Во-первых, они использовали металл под названием тантал, чтобы помочь хрупким схемам дольше сохранять энергию. Во-вторых, они заменили традиционную сапфировую подложку высококачественным кремнием — стандартным материалом в индустрии вычислительной техники. Для выращивания тантала непосредственно на кремнии команде пришлось преодолеть ряд технических трудностей, связанных с внутренними свойствами этих материалов.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Иран: удары по авиабазе Вахдати и складам ракет, зафиксированы тяжёлые разрушения (видео)

Опубликованы кадры атаки на авиабазу Вахдати и хранилища ракет в Иране. Объекты получили значительные повреждения.

Иран ударил по Димоне: 20 раненых, ПВО провалило перехват

Иранская баллистическая ракета пробила израильскую ПВО и взорвалась в Димоне. 20 пострадавших, среди них есть раненые у ядерного объекта в Негеве.

Хизбалла обстреляла Север: ранены в Маалот-Таршихе (видео)

Пять человек получили ранения при попадании ракеты в дом в Маалот-Таршихе. ЦАХАЛ отвечает ударами по Южному Ливану.

Иран нанес массированный удар ракетами и дронами по Израилю и арабским странам (видео)

Иранские СМИ сообщают о запуске новой волны ракет и дронов по целям в Израиле, Саудовской Аравии, ОАЭ, Катаре, Бахрейне и Омане.

Иран атаковал Саудовскую Аравию: более 80 дронов за сутки

Напряженность на Ближнем Востоке резко возросла после того, как Саудовская Аравия обвинила Иран в массированной атаке беспилотниками. По данным Минобороны королевства, за последние 24 часа по его территории было выпущено более 80 иранских дронов.

Больше из категории

Квантовая сеть вышла из лаборатории на улицы Манхэттена

Квантовая сеть больше не лабораторный проект. Cisco успешно продемонстрировала ее работу на улицах Манхэттена, используя существующие оптоволоконные линии. Это шаг к квантовому интернету.

Tesla строит гигантский завод по производству чипов

Tesla запускает гигантский завод по производству чипов Terafab. Проект обеспечит компонентами миллионы электромобилей и роботов, снижая зависимость от внешних поставщиков.

Palantir: ИИ решает исход боевых операций (видео)

На AIPCon 9 офицер Пентагона показал систему Maven, которая за секунды анализирует разведданные и планирует удары.

Квантовые вычисления: 94 защищенных кубита превзошли «голый» процессор

Исследователи Quantinuum добились прорыва в квантовых вычислениях, продемонстрировав работу 94 защищенных логических кубитов. Это открывает новые горизонты для отказоустойчивых квантовых систем.

Теперь можно писать Claude как другу: iPhone-шорткат превращает ИИ в личного ассистента

iPhone-шорткат превращает Claude в личного ассистента. Теперь можно общаться с ИИ через SMS, как с другом, без открытия отдельных приложений.

Израильский стартап привлек 58 миллионов долларов на AI-платформу для брендов

Израильский стартап BrandShield привлек 58 миллионов долларов. AI-платформа для защиты брендов от мошенничества и подделок усилит глобальное присутствие.

Tesla готовится к своему «моменту iPhone» с роботами Optimus

Tesla готовится к своему «моменту iPhone» с роботами Optimus. Компания может повторить успех Apple, перейдя от электромобилей к робототехнике.

Nokia и KDDI защитили дата-центр от квантовых компьютеров

Nokia и KDDI успешно протестировали квантовую защиту для дата-центров в Японии. Новая архитектура обеспечивает безопасность данных от квантовых угроз.