Ученые MIT ускорили квантовые вычисления с помощью нового соединителя для кубитов

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сделали значительный шаг вперед в развитии квантовых вычислений, разработав уникальную схему для улучшения связи между фотонами и искусственными атомами. Эта новая схема открывает возможность для создания квантовых компьютеров, которые смогут моделировать новые материалы, совершенствовать алгоритмы машинного обучения и решать задачи, которые остаются недоступными для традиционных машин. Результаты их работы были опубликованы в авторитетном научном журнале Nature Communications.

Один из главных вызовов при разработке квантовых вычислений заключается в том, чтобы обеспечить скорость квантовых операций. Ошибки в таких системах могут накапливаться, нарушая точность расчетов. Для этого команда ученых под руководством доктора Юфэна Брайта Е создала специальный квантовый соединитель, который получил название quarton coupler. Этот сверхпроводящий элемент значительно усиливает взаимодействие между кубитами, которые являются основой квантовых вычислений, и светом, что позволяет ускорить операции, включая считывание информации. В новой системе сила связи между кубитами и фотонами увеличилась в десять раз по сравнению с предыдущими экспериментами, что позволяет квантовым операциям выполняться всего за несколько наносекунд.

Доктор Брайт Е отметил, что существующие технологии коррекции ошибок в квантовых компьютерах занимают слишком много времени, и их разработка способна решить эту проблему, приближая человечество к эре стабильных квантовых вычислений. В новой системе используются два сверхпроводящих кубита на одном чипе. Один из них выполняет роль резонатора, а другой — искусственного атома, который хранит квантовую информацию. Обмен фотонами между этими кубитами позволяет осуществлять обработку и передачу данных в квантовых системах.

Это открытие имеет огромный потенциал для квантовых вычислений, так как оно обеспечивает рекордно сильную связь между кубитами, что критически важно для выполнения логических операций. Хотя данная работа является в первую очередь фундаментальной, она открывает новые горизонты для супербыстрого считывания и обработки данных. Учитывая, что кубиты имеют ограниченное время жизни, скорость вычислений будет иметь решающее значение для увеличения числа операций до разрушения квантового состояния.