Физики придумали дешёвую альтернативу квантовым компьютерам

Созданием квантовых компьютеров сегодня занимается несколько компаний. Несмотря на первые успехи, говорить о массовом продукте пока рано. Но вскоре ситуация может измениться: учёные представили новую перспективную технологию создания кубитов на базе недорогих кремниевых чипов.

Команда исследователей Принстонского университета продемонстрировала, что два компонента квантовых вычислений, известные как кремниевые спиновые кубиты, могут взаимодействовать, даже если они расположены относительно далеко друг от друга на компьютерном чипе.

«Возможность передачи сообщений на расстоянии на кремниевом чипе открывает новые перспективы для нашего квантового оборудования, — сообщил Джейсон Петта, профессор физики Юджина Хиггинса в Принстоне и руководитель исследования. — Конечная цель состоит в том, чтобы несколько квантовых битов располагались в двумерной сетке, которая может выполнять ещё более сложные вычисления. Исследование должно помочь в долгосрочной перспективе улучшить связь кубитов на чипе».

Учёные поясняют, что у кремниевых спиновых кубитов есть несколько преимуществ перед сверхпроводящими кубитами, которые используются в индустрии сейчас. Так, спиновые кубиты кремния сохраняют своё квантовое состояние дольше. Кроме того, технология создания кремниевых полупроводников широко применяется в массовых продуктах, а значит кубиты на основе кремния будут иметь низкую себестоимость.

В ходе эксперимента два кубита расположили на расстоянии около 0,5 сантиметра друг от друга. Чтобы понять масштабы эксперимента, стоит представить, что если бы каждый кубит был размером с дом, он мог бы отправить сообщение другому, находящемуся в 1200 километрах от него.

Кубиты были соединены между собой при помощи «провода», принцип действия которого напоминает оптоволоконные кабели. Различие в технологии состояло в том, что «провод» представлял собой узкую полость с одним фотоном, который принимает сообщение с одного кубита и передаёт его следующему.

Одной из главных проблем, с которой столкнулись исследователи, был поиск способа коммуникации между кубитами и фотоном. Для этого все три участника эксперимента были настроены на вибрацию на одной частоте. В итоге удалось настроить оба кубита независимо друг от друга, но при этом связать их с фотоном. Дополнительно подчёркивается, что для создания этой квантовой схемы применялись кремний и германий — материалы, широко используемые в полупроводниковой промышленности.

Ориентировочная дата появления квантовых компьютеров на основе кремниевых элементов не сообщается.

Источник:https://4pda.ru/2019/12/31/366079/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com 31/12/2019, Дмитрий Пугачев; slashgear.com