Головну проблему квантових комп'ютерів вдалося обійти: створено новий чип
Вчені ETH Zurich розробили перший в історії чип, який розділяє обчислення та зберігання інформації за принципом звичайних ПК. Такий підхід може зробити майбутні квантові системи швидшими й масштабованішими.
Про це інформує РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане у журналі Science.
Як це працює?
У більшості актуальних квантових систем функції обчислення та збереження даних виконуються фізичними компонентами. Це суттєво ускладнює масштабування обладнання.
Фахівці ETH Zurich адаптували класичну схему, де центральний процесор (CPU) опрацьовує інформацію, а оперативна пам'ять (RAM) забезпечує її тимчасове зберігання.
Переваги комбінованої системи:
Функціональний розподіл: надпровідний кубіт відповідає за швидке виконання нелінійних квантово-логічних операцій, тоді як механічні резонатори виконують функцію утримання станів.
Компактність: механічні резонатори підтримують безліч окремих вібраційних мод у значно меншому об'ємі, ніж класичні електромагнітні аналоги.
Збереження когерентності: вібраційні моди здатні утримувати квантові стани протягом тривалого часу, необхідного для виконання послідовних команд.
Експерименти та перспективи масштабування
Щоб довести практичну придатність розробленої архітектури, науковці успішно виконали на експериментальному чипі дві базові процедури: квантове перетворення Фур’є та алгоритм знаходження періоду.
Експеримент підтвердив можливість точного керування фазовими операціями та обміну даними між процесором і різними модами механічної пам'яті без втрати квантової когерентності.
За словами співавтора дослідження Ігоря Кладарича, квантове перетворення Фур’є є базовим блоком для більшості складних квантових алгоритмів, а успішне виконання алгоритму знаходження періоду наочно демонструє практичний потенціал системи.
Попри те, що представлена розробка є лише концептуальним прототипом, вона відкриває шлях до створення щільніших та ефективніших квантових обчислювальних систем.
Головним викликом для розробників залишається подальше масштабування технології - збільшення кількості керованих мод та мінімізація рівня помилок при розширенні архітектури.