Когда каждый атом светится, как звезда: эксперимент с 6100 кубитами обещает перевернуть вычисления

Вычисления будущего основаны на кубитах — частицах, способных находиться в двух состояниях одновременно. Это свойство, известное как суперпозиция, даёт огромную вычислительную мощь, но делает кубиты крайне хрупкими. Для решения задач мирового уровня нужны сотни тысяч таких элементов.

Недавно исследователи из Калифорнийского технологического института сделали рекордный шаг вперёд. Им удалось собрать массив из 6100 атомов цезия, удержанных лазерными лучами.

Миниатюрная "космическая клетка"

Команда использовала оптические пинцеты, разделив один лазер на 12 000 лучей. Каждый атом оказался зафиксирован в сетке диаметром чуть больше миллиметра. Визуально система напоминает небесное поле: на экране кубиты светятся как маленькие звёзды.

Главное достижение — масштаб не повлиял на качество. Кубиты сохраняли суперпозицию около 13 секунд, что почти в десять раз дольше предыдущих систем. Точность манипуляций с отдельными кубитами составила 99,98%.

Когда количество и качество совпадают

Исследователи отмечают, что обычно рост числа атомов снижает стабильность, но в данном случае удалось добиться обратного эффекта. Это делает технологию перспективной для будущих квантовых вычислений.

Следующий шаг — коррекция ошибок и создание запутанности. Учёные уже продемонстрировали, что атомы можно перемещать на сотни микрометров без потери суперпозиции. Это одно из преимуществ нейтральных атомов перед системами на сверхпроводниках.

Плюсы и минусы

Сравнение систем

Советы шаг за шагом

1. Следить за публикациями — ключевые прорывы фиксируются в журналах вроде Nature.

2. Понимать различие технологий: нейтральные атомы, сверхпроводники, ионные ловушки.

3. Смотреть на параметры — не только число кубитов, но и время суперпозиции и точность.

Мифы и правда

• Миф: квантовые компьютеры скоро заменят обычные.
Правда: пока они применяются только в научных экспериментах.

• Миф: чем больше кубитов, тем лучше.
Правда: важно не только количество, но и стабильность.

• Миф: кубиты можно копировать, как биты.
Правда: принцип квантовой механики запрещает прямое копирование.

FAQ

Какой рекорд по числу кубитов был до этого?
Ранее считалось достижением собрать сотни кубитов, максимум — около тысячи.

Что значит "запутанность"?
Это состояние, когда кубиты связаны друг с другом и ведут себя как единое целое.

Когда квантовые компьютеры будут массовыми?
Эксперты прогнозируют десятилетия до появления коммерческих систем.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: оценивать прогресс только по числу кубитов.
Последствие: игнорирование качества и устойчивости системы.
Альтернатива: анализировать совокупность характеристик — стабильность, точность и управляемость.

А что если…

А что если удастся создать тысячи запутанных кубитов, работающих без ошибок? Тогда квантовые компьютеры смогут моделировать сложнейшие явления — от новых фаз материи до квантовых полей, формирующих пространство-время.