Новая технология поможет создать большие квантовые компьютеры

Физики представили технологию управления сразу несколькими кубитами с помощью лазерных лучей. Она позволяет выполнять даже самые чувствительные к ошибкам операции квантовой логики. The Conversation Чем больше кубитов в компьютере, тем труднее избежать ошибок в его работе. Теперь физики придумали, как управлять множеством кубитов с помощью нескольких лазерных лучей

В квантовых компьютерах для передачи и обработки информации используются кубиты. В отличие от обычных битов, которые кодируют информацию с помощью нулей и единиц, кубиты могут также находиться в суперпозиции этих состояний. Это позволяет проводить параллельные вычисления, которые на порядок увеличивают мощность устройства.

Но у квантовых вычислительных систем есть ряд проблем. Самая главная связана с их стабильностью. Чтобы кубиты могли работать, необходимо исключить все помехи и источники ошибок. При этом, чем больше кубитов в системе, тем сложнее ими управлять, так как количество ошибок возрастает. Но ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха придумали, как можно управлять многокубитной системой с помощью нескольких лазеров.

Ученые использовали кубиты на основе захваченных ионов. До сих пор на основе захваченных ионов можно было создавать системы только из не более чем десятка кубитов. Такие ионы должны находиться при температурах чуть выше абсолютного нуля и любые возмущения, в том числе создаваемые лазерными лучами, могут повлиять на их стабильность.

Авторы новой работы заказали на заводе полупроводников специальные чипы с золотыми электродами и волноводами для лазерного света. На одном конце чипа стекловолокно переносит свет в волноводы размером всего 100 нанометров. Каждый волновод приводит к определенной точке на чипе, где свет перенаправляется к захваченным ионам на его поверхности.

На таком чипе исследователи смогли осуществить несколько квантовых логических операций, сохраняя при этом низкий уровень ошибок. Теперь физики хотят усовершенствовать технологию для проведения на чипе более сложных операций с большим количеством кубитов.