Ученые значительно увеличили время, в течение которого квантовые процессоры могут хранить информацию. Две миллисекунды — это очень большой срок в мире квантовых вычислений.
Инженеры Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее совершили прорыв в разработке квантовых компьютеров, доказав, что спиновые кубиты могут хранить информацию до двух миллисекунд. Так называемой время когерентности, в течение которого кубиты могут модифицироваться для все более сложных вычислений, увеличилось в целых 100 раз!
Более длительное время когерентности означает, что у вас есть больше времени для хранения вашей квантовой информации, а это именно то, что вам нужно при выполнении квантовых операций. Время когерентности в основном говорит вам, как долго вы можете выполнять все операции в любом алгоритме или последовательности, которые вы хотите выполнить, прежде чем потеряете всю информацию в своих кубитах.
Аманда Сидхаус из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, аспирант, чья теоретическая работа способствовала достижению нового порога
Как улучшить квантовые компьютеры?
В квантовых вычислениях чем больше спинов можно поддерживать в движении, тем больше шансов сохранить информацию в вычислении. Когда спиновые кубиты перестают вращаться, вычисления рушатся, и значения, представленные каждым кубитом, теряются. Концепция расширения когерентности уже была экспериментально подтверждена квантовыми инженерами UNSW в 2016 году.
Квантовые компьютеры будущего должны будут отслеживать миллионы значений кубитов, если они хотят решить некоторые из самых больших проблем человечества, таких как поиск эффективных вакцин, моделирование погодных систем и прогнозирование последствий изменения климата. Возможность управлять миллионами кубитов с помощью одной антенны — серьезная задача, но функциональные квантовые компьютеры также потребуют индивидуальных манипуляций.
Во-первых, мы теоретически показали, что можем улучшить время когерентности, постоянно вращая кубиты. Если представить артиста цирка, который крутит тарелки, пока они еще вращаются, представление может продолжаться. Точно так же, если мы продолжим управлять кубитами, они смогут хранить информацию дольше. Мы показали, что время когерентности этих «одетых» кубитов превышало 230 микросекунд, или 230 миллионных долей секунды.
Ингвильд Хансен из UNSW Сидней
Еще одна задача заключалась в том, чтобы сделать протокол более надежным и показать, что глобально контролируемые электроны также могут управляться индивидуально, чтобы они могли хранить различные значения, необходимые для сложных вычислений. Это было достигнуто благодаря созданию протокола SMART (Sinusoidally Modulated, Always Rotating and Tailored).
Они не крутились кругами, а раскачивались взад-вперед — как метроном. Если электрическое поле приложить к любому кубиту отдельно, исключая его из резонанса, то его можно ввести с другой скоростью, чем его соседи, но при этом двигаться в том же ритме.
Представьте себе двух детей на качелях, которые относительно синхронно двигаются вперед и назад. Если мы дадим одному из них импульс, мы можем заставить их достичь конца своей дуги на противоположных концах, так что один может быть 0, а другой — 1.
Аманда Сидхаус из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее
Эксперты указывают, что протокол SMART может стать потенциальным путем для полноразмерных квантовых компьютеров.
Кому понравилась статья, не стесняйтесь, подписывайтесь, ставьте лайки и удачного всем дня!!!