Квантовые вычисления на марше

Новая работа знаменует собой решающую веху для переноса идеи о масштабировании квантовых компьютеров в сферу осуществимости.

Будущий квантовый компьютер, используя «квантовые биты» или кубиты, мог бы решить проблемы, которые не могут быть решены с помощью классических компьютеров.

Ученые в настоящее время борются за создание устройств с более чем несколькими кубитами, и возникает проблема, связанная с тем, что кубиты препятствуют правильной работе друг друга. Исследователи, возглавляемые профессором Фердинандом Шмидт-Калером (Ferdinand Schmidt-Kaler) и доктором Ульрихом Пошингером (Ulrich Poschinger) из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) в Германии, теперь продемонстрировали работу четырехкубитового регистра, состоящего из атомных ионов, захваченных в ловушку микрочипа. Ионные кубиты могут свободно размещаться внутри ловушки, так что остаются возможными лазерные квантовые операции с высокой точностью.

Команда осуществила генерирование зацепленного состояния четырех кубитов, где каждый из кубитов теряет свою индивидуальную идентичность, но регистр в целом имеет четко определенное состояние. Это было достигнуто путем последовательных операций над парами кубитов, чередующихся с операциями перемещения ионов. Полученное квантовое состояние устанавливается на кубитах, которые распределены на макроскопической шкале до нескольких миллиметров.

Подход к реализации квантового компьютера, основанного на движущихся ионах в микроструктурированной ловушке, изначально был предложен командой Нобелевского лауреата Дэвида Дж. Уайнленда (David J. Wineland) и был придуман «квантовой ПЗС» для аналогии с контролируемым движением зарядов в устройства, лежащие в основе современных камер.

Исследователи из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) продемонстрировали работу четырехкубитового регистра, состоящего из атомных ионов, захваченных в микрочиповую ловушку