Ход конем по квантовой доске: шахматы становятся ключом к будущему вычислений

Новый метод адресации квантовых точек открывает перспективы для масштабирования количества кубитов в квантовых системах, представляя собой значимый шаг в развитии квантовых компьютеров.

Ученые разработали способ управления множеством квантовых точек с помощью всего нескольких управляющих линий, используя метод, напоминающий шахматную доску. Такой подход позволил работать с самой большой системой квантовых точек на сегодняшний день.

Квантовые точки могут использоваться для хранения кубитов — основных строительных блоков квантового компьютера. Сейчас каждый кубит требует отдельную линию и специализированную электронику для управления. Это в корне отличается от современных компьютерных технологий, где миллиарды транзисторов управляются всего несколькими тысячами линий.

Научная команда QuTech, объединяющая Технический университет Делфта и TNO, разработала метод для адресации квантовых точек, подобный шахматной доске. Так, как позиции шахмат определяются комбинацией букв (А до Н) и чисел (1 до 8), квантовые точки могут адресоваться комбинацией горизонтальных и вертикальных линий. Такой подход позволил работать с 16 квантовыми точками в массиве 4x4.

Франческо Борсой, первый автор исследования, объясняет: "Новый метод адресации квантовых точек благоприятствует масштабированию до многих кубитов. Если один кубит управляется и считывается одним проводом, то миллионы кубитов потребуют миллионы управляющих линий. Наша система может адресовать миллионы кубитов, используя 'всего' тысячи линий, что соответствует соотношению в современных компьютерных чипах."

Квантовым компьютерам не только потребуется множество кубитов, но и их качество крайне важно. Менно Вельдхорст, последний автор и основной исследователь, говорит: "Недавно мы показали, что такими кубитами можно управлять с точностью 99.992%. Это наивысший показатель для любой системы квантовых точек".

"Захватывает дух от того, что мы сделали несколько шагов в сторону масштабирования больших систем, улучшения производительности, а также использования возможностей в квантовых вычислениях. Остается открытым вопрос, насколько большими можно создать эти "шахматные" схемы и можно ли объединить их для создания еще более крупных систем", - заключает Вельдхорст.