Кубиты — на пороге внедрения в повседневную практику

Квантовые технологии гораздо более близки к практической реализации в вычислениях и прочих приложениях, чем это принято считать. Таков лейтмотив обзорной статьи, опубликованной в журнале Science на этой неделе.

«Мы полны оптимизма в свете новых полупроводниковых материалов и экспериментальных систем, созданных за последнее десятилетие», — заявляет один из авторов работы, Джейсон Петта (Jason Petta), адьюнкт-профессор физики Принстонского университета.

Ключевыми для дальнейшего прогресса представляются два технологических прорыва: первый — способность управлять квантовыми блоками информации (кубитами) при комнатной температуре и второй — возможность обеспечивать стабильность состояния этих кубитов в течение несколько секунд.

До недавнего времени для операций с кубитами требовались громоздкое оборудование и охлаждение почти до абсолютного нуля, однако новейшие эксперименты со спиновыми кубитами на базе алмаза в Чикагском и Стэнфордском университете, а также в IBM Research, продемонстрировали компактные настольные установки, работающие при комнатных температурах.

«Фиксация» квантового спинового состояния на несколько секунд была осуществлена командой Дзюрака (Andrew Dzurak) из университета Нового Южного Уэльса (Австралия), а исследователи из Принстона под руководством профессора Стивена Лайона (Stephen Lyon) смогли контролировать когерентность спина миллиардов электронов, используя высокочистую форму кремния-28.

Увеличение числа контролируемых кубитов, по мнению авторов статьи, продолжает оставаться одной из самых настоятельных проблем, подлежащих решению, наряду с поиском способов передавать квантовую информацию на большие расстояния. Осенью прошлого года, Петта с коллегами рассказал в журнале Nature об опытах по связыванию спинового кубита со световой частицей — фотоном, действовавшей как промежуточный мобильны носитель квантовых данных.

Большинство ученых, по словам Петты, видят создание реального квантового компьютера, осуществляющего факторизацию больших чисел, делом отдаленной перспективы. Гораздо более актуальным им представляется применение спиновых кубитов, например, в качестве высокочувствительных детекторов магнитных полей для исследования биологических систем.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI