Сегодня 21 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные предложили квантовый процессор с подвижными кубитами — он прост в производстве и гибок в работе

Группа учёных из Нидерландов предложила необычную квантовую архитектуру, реализация которой будет сравнительно проста даже сегодня, не говоря о будущем. Они совместили два подхода к реализации кубитов: на основе спинов электронов в полупроводниках, а также кубитов на нейтральных атомах и ловушках ионов. Но самое поразительное, что для этого они создали массивы на квантовых точках, которые до сих пор не имели ничего общего с кубитами.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

В сфере квантовых вычислений для реализации кубитов можно выделить два основных направления — это производство полупроводников, что позволяет говорить о простом массовом производстве, и всё остальное, что связано со сложным оборудованием и нетривиальной реализаций (сверхпроводящие трансмоны, ионы, холодные атомы и прочее). С чипами есть загвоздка — они всегда будут такими, какими сойдут с конвейера. Или, по крайней мере, пока для них не придумают свои ПЛИС. Это означает, что организация логических кубитов и выполняемые этими квантовыми чипами алгоритмы не будут гибкими. Иначе говоря — сделать легко, но использовать можно будет только по инструкции.

Ключевым преимуществом атомных/ионных систем является возможность физического перемещения кубитов (лазерным пинцетом или иным способом), что позволяет запутывать любые два кубита и разносить их куда угодно, реализуя необходимый алгоритм практически без ограничений, и так же просто выстраивая новые алгоритмы и логические кубиты, что обеспечивает гибкость в коррекции ошибок. И хотя простота здесь условная, зато гибкость очень и очень впечатляющая, которая будет недоступна фабричному чипу.

Учёные из Делфтского технического университета (Delft University of Technology) и разработчики из квантовой компании QuTech (которая плотно работала с Intel над полупроводниковыми кубитами) предложили решение, сочетающее преимущества обоих подходов. Для этого они предложили создавать массивы полупроводниковых квантовых точек — крошечных структур, способных удерживать одиночный электрон, спин которого будет служить кубитом. Квантовые точки компактны, хорошо интегрируются в полупроводниковые процессы и позволяют создавать чипы с большим числом элементов. Электрон в квантовой точке достаточно хорошо изолирован от окружающей среды, чтобы его спин сохранял когерентность и был пригоден для выполнения квантового алгоритма. Уточним, эта технология не имеет отношения к дисплеям на квантовых точках.

Гибкость в предложенном решении заключается в том, что электроны (кубиты) не остаются на одном месте в той или иной точке — их перемещают куда нужно, подобно атомам. Например, два электрона перемещают, заставляя их перескакивать с одной точки на другую, пока они не сблизятся и не запутаются, а затем заставляют вернуться назад или переместиться в иную позицию, таким образом, выстраивая алгоритм для исполнения.

Опыт показал, что спиновые кубиты можно перемещать между квантовыми точками в экспериментальном линейном массиве с помощью электрических сигналов, и при этом они не теряю квантовые состояния (условно — информацию). Учёные помещали электроны на концах цепочки, сдвигали их навстречу друг другу, добивались перекрытия волновых функций и выполняли двухкубитные операции (включая запутывание). После этого кубиты возвращали в исходные позиции, подтверждая сохранение запутанности. Кроме того, также была продемонстрирована телепортация квантового состояния. На тестовом устройстве из шести квантовых точек точность двухкубитных вентилей превысила 99 %, а телепортации — около 87 %, что далеко от идеала, но с эти уже можно работать.

Предлагаемая архитектура включает зоны хранения кубитов, «транспортные пути» и специальные зоны взаимодействия для выполнения операций. Такая мобильность позволяет динамически менять связи между кубитами, адаптируясь к разным схемам коррекции ошибок уже после изготовления чипа. Фактически спиновые кубиты при условной простоте производства чипов для них на современных заводах получили свободу настройки вычислительных алгоритмов и схем коррекции ошибок на уровне кубитов из холодных атомов и на ловушках ионов.

Очевидно, что разработка находится на ранних стадиях проработки, но перспективы у неё весьма радужные. Эта работа открывает путь к масштабируемым, производимым в больших объёмах квантовым процессорам с гибкостью в использовании, присущей хорошо изученным системам на атомах и ионах.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Google представила TorchTPU — средство для работы с PyTorch на TPU 46 мин.
«Труконф» представил TrueConf Cluster — отказоустойчивое решение для систем коммуникаций и совместной работы 57 мин.
ChatGPT научился прятать переписки от посторонних — чаты теперь можно закрыть PIN-кодом или Face ID 3 ч.
ИИ-агенты OpenAI дважды за октябрь обошли систему, которая должна контролировать их поведение 3 ч.
Dying Light: The Beast не получит новых крупных обновлений, потому что это «законченная» игра — фанаты хотят слишком много 3 ч.
«Яндекс» восстановил часть функций «Диска» и других сервисов «Яндекс 360» 4 ч.
Романы, обустройство замка, исследование океана: разработчики Crimson Desert показали, чем заняться в дополнении Charting the Unknown 4 ч.
Amazon и Google облегчили побег от Nvidia: запускать модели под PyTorch на ИИ-чипах Trainium и TPU стало проще 5 ч.
«Нам страшно продолжать работу над игрой»: приключение «Чёртова служба» про беса на службе у Петра Первого стало жертвой «обеспокоенных граждан» 6 ч.
Восемь TLS-сертификатов с примитивными ключами поставили под угрозу безопасность всего интернета 7 ч.
ICANN тестирует решение для доступа правоохранительных органов к закрытым данным WHOIS 2 ч.
Anthropic отчиталась об убытках на $80,7 млрд — в шесть раз больше прошлогодних, но есть нюанс 2 ч.
Две буквы — и робот направил нож на человека: учёные показали опасность взлома ИИ 3 ч.
Не только ноутбуки и смартфоны: Минпромторг готовит техсбор на маршрутизаторы и другое телекомоборудование 3 ч.
Samsung и SK hynix собрались выпускать более современную NAND в Китае — без нарушения санкций США 3 ч.
Мегафабрика Terafab Илона Маска начнёт серийно выпускать чипы в 2028 году — но это не точно, признал сам Маск 4 ч.
Самый маленький в мире монитор активности мозга создали в Китае — он весит 1 грамм и работает без проводов 4 ч.
Marvell представила ретаймер и DSP-чип нового поколения для ИИ-кластеров 5 ч.
SpaceX и Tesla могут объединиться в компанию стоимостью $3,6 трлн — Маск не против 8 ч.
Выручка SpaceX в сфере ИИ выросла более чем в девять раз, а общая увеличилась на 161 % 8 ч.