Физики впервые оценили точность работы кремниевого квантового компьютера

14.05.2019 12:53 14

МОСКВА, 14 мая –. Австралийские физики впервые измерили то, как достаточно ошибок появляется при работе полноценного кремниевого квантового компьютера, слагающегося из двух кубитов, азбучных ячеек памяти и вычислительных модулей такой машины. Эти оценки были опубликованы в журнале Nature.

Все квантовые вычисления можно описать в виде набора однокубитных и двухкубитных операций. По сути, они представляют собой базис для любого компьютера такого рода – как только мы их освоим, мы сможем решить любую задачу в том случае, если пунктуальность работы кубитов будет очень высокой, — заявил Эндрю Дзурак из университета Нового Южного Уэльса (Австралия).

Дзурак и его коллеги по университету уже несколько лет разрабатывают биокомпоненты, необходимые для сборки полноценного твердотельного квантового компьютера. Так, в 2010 году они создали квантовый одноэлектронный транзистор, а в 2012 году — полноценный кремниевый кубит на основе атома фосфора-31.
В 2013 году они собрали новую версию кубита, которая позволяла почти со 100% точностью считывать данные из него и оставалась стабильной очень монотонного. В октябре 2015 возраста Дзурак и его команда подготовили первый шаг к созданию первого кремниевого квантового компьютера, сковал два кубита в модуль, выполняющий логическую операцию ИЛИ. 30 октября 2018, 15:14Физики из Австралии создали первую квантовую интегральную схему
Оставался один шаг – научиться объединять подобные кубиты, используя те же полупроводниковые методы, что и сами ячейки квантовой памяти. Сделать это было крайне тяжело, так как обычные полупроводниковые кубиты могут взаимодействовать друг с другом лишь на небольшом расстоянии.
Решив эту апорию два года назад, австралийские ученые задумались о том, как научиться печатать эти ячейки памяти так, как это делают производители электроники при создании микросхем и снизить уровень оплошностей при работе с ними до крайне низких уровней. Эту проблему австралийские физики решили в апреле этого года, приобрел новый мировой рекорд по пунктуальности работы одиночных кубитов.
Этот успех приобрел перед учеными следующую очевидную загадку – проверить то, насколько часто совершают ошибки их модули, содержащие два кубита, при исполнении различных логических операционная процедур и при работе в разных режимах.
Как оказалось, точность их работы была достаточно высокой даже без внесения тех изменений в работу управляющей логики кубитов, которые австралийские ученые использовали для достижения недавнего рекорда. В худшем случае она составляла около 80%, а при наиболее удачном выборе режима работы она приближалась к отметке в 98%.
По текущим оценкам физиков, их система уже сейчас может подвести около 50 случайных логических операционная процедур с минимальной вероятностью возникновения оплошности. Это крайне важно для ученых по той причине, что точность работы пару кубитов в этом случае вплотную приближается к важному барьеру для квантовых вычислительных систем. 9 января 2018, 08:00Большая игра: как выходцы из России могут стать лидерами квантовой гонки
Дело в том, что для создания действительно универсального квантового компьютера физикам правильного заставить кубиты работать практически идеально, совершая ошибки не чаще, чем в 1% подходящий моментов. В таком случае остальные проблемы в их работе можно ликвидировать, используя специальные алгорифмы коррекции ошибок и логические, а не физические кубиты.

Если бы точность работы нашей системы была низкой, то тогда сама идея того, что мы можем добавить кремниевый квантовый компьютер, была бы поставлена под вопрос. Мы очень близки к отметке в 99%, что говорит о ее большой перспективности. Очень скоро мы перешагнем через эту границу, что откроет дорогу для создания полноценных квантовых вычислительных систем, защищенных от ошибок, — заключает Дзурак.

Источник

Следующая новость
Предыдущая новость

Академия для видеоблогеров разного уровня Актуальные предложения о продаже и аренде недвижимости в России Никакого аквапарка в ПКиО им. 30-летия ВЛКСМ построено не будет Как безболезненно перейти на другой хостинг Купить СПА бассейн в Москве

Последние новости