Ученые создали первый в мире логический квантовый процессор

Гарвардский университет совершил значительный прорыв в области квантовых вычислений, что еще на один шаг приблизило нас к созданию практичных и отказоустойчивых квантовых компьютеров. Под руководством эксперта по квантовым технологиям Михаила Лукина команда исследователей разработала новый логический квантовый процессор с 48 логическими кубитами, который позволяет выполнять масштабные алгоритмы на системе с коррекцией ошибок. Эта разработка знаменует собой значительный прогресс в данной области и способна произвести революцию в вычислениях, какими мы их знаем.

В квантовых вычислениях кубиты - это фундаментальные единицы информации, аналогичные классическим битам в традиционных вычислениях. В течение многих лет ученые работали над манипуляциями с квантовыми частицами, такими как атомы, ионы и фотоны, чтобы создать физические кубиты. Однако использование возможностей квантовой механики для вычислений сопряжено с трудностями, обусловленными присущей физическим кубитам нестабильностью и подверженностью коллапсу.

Логические кубиты - ключ к практическим квантовым вычислениям. Они представляют собой пучки избыточных физических кубитов с коррекцией ошибок, которые могут хранить информацию для использования в квантовых алгоритмах. Возможность создания управляемых логических кубитов, подобных классическим битам, была главным препятствием в этой области. Пока квантовые компьютеры не смогут надежно работать на логических кубитах, технология не сможет полностью раскрыть свой потенциал. До сих пор лучшие системы демонстрировали только один или два логических кубита и ограниченное количество операций с квантовыми воротами.

Команда Гарвардского университета под руководством Михаила Лукина совершила значительный прорыв в области квантовых вычислений. Они успешно создали программируемый логический квантовый процессор, способный кодировать до 48 логических кубитов и выполнять сотни операций с логическими вентилями. Это первая демонстрация выполнения крупномасштабных алгоритмов на квантовом компьютере с коррекцией ошибок, что открывает путь к созданию первых отказоустойчивых квантовых вычислений.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, было проведено в сотрудничестве с Маркусом Грайнером из Массачусетского технологического института и компанией QuEra Computing, базирующейся в Бостоне и основанной на технологиях Гарвардской лаборатории. Управление по развитию технологий Гарварда заключило с QuEra лицензионное соглашение на портфель патентов, основанных на инновациях группы Лукина.

Михаил Лукин называет это достижение потенциальным поворотным пунктом в данной области, сравнимым с ранними днями развития искусственного интеллекта. Концепции квантовой коррекции ошибок и отказоустойчивости, которые долгое время были теоретическими, теперь демонстрируют ощутимые результаты. Хотя впереди еще много трудностей, ожидается, что этот прорыв ускорит прогресс в создании крупномасштабных и полезных квантовых компьютеров.