Postavljen novi rekord: Studenti napravili mrežu sa 6.100 kubita, objavio Kaltek

Kvantnim kompjuterima biće potreban ogroman broj kubita da bi se suočili sa izazovnim problemima u fizici, hemiji i drugim naučnim oblastima. Za razliku od klasičnih bitova, kubiti modu da postoje u dva stanja istovremeno, što je fenomen nazvan superpozicija. Ova osobenost kvantne fizike daje kvantnim računarima potencijal da izvode određene složene proračune bolje od svojih klasičnih pandana, ali to takođe znači da su kubiti krhki. Da bi to kompenzovali, istraživači grade kvantne računare sa dodatnim, redundantnim kubitima za ispravljanje grešaka. Zbog toga će robustni kvantni računari zahtevati stotine hiljada kubita.

Koračajući ka toj viziji, fizičari Tehnološkog instituta Kalifornije (Kaltek) stvorili su najveću mrežu kubitova koja je do sada sastavljena: 6.100 kubita od neutralnih atoma zarobljenih u mreži laserima. Prethodne mreže ove vrste sadržale su samo stotine kubita, saopštio je Tehnološki institut Kalifornije.

Preporučujemo

Ovo značajno dostignuće dolazi usred trke za povećanjem kvantnih računara. Razvija se nekoliko pristupa, uključujući one zasnovane na superprovodljivim kolima, zarobljenim jonima i neutralnim atomima, kao što je korišćeno u novoj studiji.

- Ovo je uzbudljiv trenutak za kvantno računarstvo neutralnih atoma. Sada vidimo put do velikih kvantnih računara sa ispravljanjem grešaka. Gradivni blokovi su na mestu – rekao je Manuel Endres, profesor fizike na Kalteku.

Endres je glavni istraživač studije objavljene u žurnalu Nature.

Tim je koristio optičke „pincete“ – visoko fokusirane laserske zrake – da zarobi hiljade pojedinačnih atoma cezijuma u mreži. Da bi napravili mrežu atoma, istraživači su podelili laserski zrak na 12.000 „pinceta“, koje su zajedno držale 6.100 atoma u vakuumskoj komori.

- Na ekranu možemo videti svaki kubit kao tačku svetlosti. To je upečatljiva slika kvantnog hardvera u velikom obimu – rekla je Hana Maneč, studenkinja i jedna od autorki studije.

Ključno dostignuće bilo je pokazivanje da ova veća skala nije došla na uštrb kvaliteta. Čak i sa više od 6.000 kubita u jednoj mreži, tim ih je zadržao u superpoziciji oko 13 sekundi – skoro 10 puta duže nego što je bilo moguće u prethodnim sličnim mrežama – dok je manipulisao pojedinačnim kubitima sa 99,98 odsto tačnosti.

- Kubiti nisu korisni bez kvaliteta. Sada imamo i kvantitet i kvalitet – rekao je Gijohej Nomura, student Kalteka i jedan od autora studije.

Tim je takođe pokazao da mogu pomerati atome stotinama mikrometara po mreži dok održavaju superpoziciju. Sposobnost premeštanja kubita je ključna karakteristika kvantnih računara neutralnih atoma koja omogućava efikasnije ispravljanje grešaka u poređenju sa tradicionalnim, čvrsto povezanim platformama kao što su superprovodljivi kubiti.

- Uzbudljivo je što stvaramo mašine koje će nam pomoći da učimo o univerzumu na način koji nam samo kvantna mehanika može omogućiti – rekla je Manečova.

(Telegraf Nauka/Caltech)