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

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе