Новый мировой рекорд: ученые создали архитектуру с 1000 кубитами

Учёные из Технического университета Дармштадта установили новый мировой рекорд, впервые реализовав квантово-компьютерную архитектуру с более чем 1000 атомными кубитами на одной плоскости. Эти результаты были опубликованы в престижном журнале Optica после предварительной публикации на сервере предварительных печатных изданий arXiv в начале октября 2023 года.

Квантовые процессоры, основанные на двумерных массивах оптических щипцов, созданных с использованием сфокусированных лазерных лучей, считаются одной из наиболее перспективных технологий для развития квантовых вычислений. Профессор Герхард Биркль, руководитель исследовательской группы "Атомы – Фотоны – Кванты" в департаменте физики ТУ Дармштадта, подчеркнул значимость этого прорыва: "Мы чрезвычайно довольны, что первыми преодолели отметку в 1000 индивидуально управляемых атомных кубитов, так как за нами следует множество выдающихся конкурентов".

До этого момента квантовые процессоры могли поддерживать несколько сотен одноатомных квантовых систем, где каждый атом представлял один квантовый бит или кубит. Достижение включает в себя новаторский метод "суперзарядки квантовых битов", который позволил учёным преодолеть ограничения, накладываемые на количество используемых кубитов ограниченными возможностями лазеров. В экспериментах было загружено 1305 одноатомных кубитов в квантовый массив из 3000 ловушек, которые были перестроены в целевые структуры без дефектов с числом до 441 кубита.

Это открытие важно, поскольку 1000 кубитов считается пороговым значением, начиная с которого квантовые компьютеры могут демонстрировать обещанное увеличение эффективности. Такие приложения, как разработка лекарств и оптимизация транспортных потоков, получат значительную выгоду от этой технологии. Исследования также показывают, что дальнейшее увеличение числа источников лазера позволит в ближайшие годы достичь количества кубитов в 10 000 и более, открывая новые перспективы для развития квантовых вычислений.