Российские физики предложили архитектуру квантового компьютера из тысяч кубитов

Российские физики разработали архитектуру квантового процессора на нейтральных атомах, которая позволит эффективно связывать удалённые кубиты. В исследовании участвовали учёные Российского квантового центра, НИТУ МИСИС, МФТИ, Сколтеха, МГУ и МИАН им. В. А. Стеклова. Подробности исследования опубликованы в ведущем международном научном журнале Physical Review A (https://arxiv.org/abs/2504.05087).

В процессорах на нейтральных атомах кубиты взаимодействуют только на небольших расстояниях. Чтобы провести операцию между удалёнными атомами, информацию приходится передавать через цепочку промежуточных кубитов. Чем длиннее эта цепочка, тем больше вероятность ошибки.

Исследователи предложили разделить атомы на два типа. Неподвижные вычислительные кубиты будут выполнять операции, а подвижные атомы-передатчики (своеобразные «квантовые курьеры») связывать удалённые части процессора. Благодаря этому число необходимых операций не будет расти вместе с размером системы.

Учёные рассмотрели пять вариантов такой архитектуры: от движущихся оптических ловушек до свободного полёта атомов и схем с квантовой телепортацией. Наиболее перспективным для первых экспериментов признан двунаправленный «конвейер», в котором два атома движутся навстречу друг другу.

«Мы предложили ряд архитектур и протоколов, которые позволяют более эффективно перемещать атомы для совершения операции, что значительно улучшает и повышает эффективность квантовых вычислений на нейтральных атомах», — отметил Алексей Федоров, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ, директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС.

Исследователи ожидают, что будущая реализация новой архитектуры на практике откроет дорогу к созданию первых масштабируемых квантовых компьютеров на базе нейтральных атомов.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: science.mail.ru

Комментарии: