Кубиты-курьеры: в России разработали систему передачи информации внутри квантового чипа

Ученые из НИТУ МИСИС, МФТИ, Сколтеха, Российского квантового центра и ведущих академических институтов предложили принципиально новый подход к тому, чтобы создавать крупные квантовые процессоры на нейтральных атомах. Разработанная архитектура позволяет связывать удаленные вычислительные кубиты напрямую, без накопления ошибок.

Кубиты-курьеры: в России разработали систему передачи информации внутри квантового чипа

Главная сложность масштабирования систем на ридберговских атомах заключалась в их ограниченном радиусе действия – они эффективно взаимодействуют только с ближайшими соседями. Чтобы передать информацию между дальними частями чипа, ее приходилось пересылать по цепочке промежуточных узлов, что экспоненциально увеличивало риск сбоев.

Новая концепция вводит роль мобильных посредников:

  • Стационарная сеть: основные вычисления происходят в массиве неподвижных атомов-кубитов, удерживаемых оптическими пинцетами.
  • Атомы-курьеры: специальные подвижные частицы забирают квантовое состояние у одного узла, физически перемещаются (или телепортируют его) к другому узлу и передают данные.

Всего предложено пять вариантов реализации этой идеи, включая схемы с движущимися лазерными ловушками («конвейер»), свободный полет атома-снаряда и гибридные методы с использованием квантовой телепортации.

«Существующие квантовые процессоры на нейтральных атомах напоминают город, в котором можно разговаривать только с ближайшим соседом. Но чтобы отправить сообщение на другой конец города, придется передать его от человека к человеку — и каждый раз смысл будет немного искажаться. Мы предложили схему, в которой число операций фиксировано и не зависит от размера системы, то есть информация минует лишние звенья цепи и доходит в первозданном виде», – говорит к.ф.-м.н. Иван Дудинец, научный сотрудник Российского квантового центра.

По словам директора Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Алексея Федорова, предложенные схемы имеют высокий потенциал для практической сборки в лаборатории уже сегодня. Наиболее близкой к внедрению считается двунаправленная конвейерная технология, так как все ее базовые компоненты успешно проверены экспериментально.

Читайте также

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана