Российские ученые представили прототип двухкубитного квантового компьютера

Кубит представляет собой сочетание трёх возможных состояний, находящихся в суперпозиции. По сути, это квантовый аналог бита обычного персонального компьютера, в свою очередь, имеющего всего два подобных состояния. Кубиты более универсальны и функциональны, чем биты, поскольку помогают проводить грандиозные вычисления со скоростью на порядок выше ныне существующих. Для их создания используются специальные материалы, обладающие свойством сверхпроводящести, что в итоге может привести прогресс к созданию мощного вычислительного квантового компьютера на кубитах. Учёные определили, что такой компьютер будет иметь более высокую точность.

С помощью различного, в том числе испытательного оборудования, учёные смогли разработать первый прототип квантового компьютера, который основывается на двух кубиках, состоящих из отдельных атомов и ионов алюминия. Размер кубитов оценивается в около 300 микрон, что позволяет выстраивать их нелинейно. Их вычислительные способности имеют высокую мощность и точность, а именно, на 3% выше ранее известной. Все благодаря тому, что решение задач, поиск значений различных функций ведется при анализе данных сразу в трех базисах. В результате мы получаем решение задачи с помощью одного обращения, причем с вероятностью 100%.

Прежде всего, в основе создания квантового компьютера на двух кубитах лежит алгоритм Гровера для поиска всех возможных решений уравнений путем перебора. Только при этом решение происходит с квадратичным ускорением. Подобный прототип для нашей страны — это огромное технологическое достижение. Мы получили возможность реализовать различного рода операции для создания универсального квантового процессора. Пока что для небольших алгоритмов наблюдается удовлетворительный уровень ошибок. И это, пожалуй, самая большая трудность, с которой сталкиваются разработчики квантового процессора.

Дело в том, что обычные компьютеры устойчивы влиянию шума, чего не скажешь об их квантовых аналогах. Нынешние ПК способны работать длительное время и производить предсказуемые результаты. Их квантовые аналоги пока что имеют 50 процентную вероятность верного ответа. Но после создания первого прототипа двухкубитного компьютера она возросла до 53%. Процессор ещё слишком мал для решения различных прикладных задач. Предположительно, двух кубитов недостаточно для более высокого показателя успеха.