В области квантовых вычислений ключевой единицей информации является квантовый бит или "кубит", аналогичный классическому двоичному биту. Научные исследования в этой области протягиваются на протяжении более двух десятилетий, при этом физики и инженеры показывали, что квантовые вычисления возможны с использованием квантовых частиц, таких как атомы, ионы или фотоны, для создания физических кубитов.
Однако сложность использования квантовых свойств для вычислений становится явной при работе с нестабильными и подверженными изменениям квантовыми состояниями физических кубитов. Решение этой проблемы заключается в создании логических кубитов, избыточных и исправляющих ошибки, что открывает путь к реализации полезных квантовых вычислений.
Команда исследователей из Гарварда под руководством Михаила Лукина достигла значительного прорыва, создавая первый программируемый логический квантовый процессор. Этот процессор способен кодировать до 48 логических кубитов и выполнять сотни операций логического вентиля. Это важное достижение предвосхитывает возможность ранних отказоустойчивых или стабильных квантовых вычислений, отмечая ключевой этап в развитии этой области.
Работа, опубликованная в Nature, проведена в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом и компанией QuEra Computing. Этот прорыв стал возможным благодаря использованию архитектуры квантовых вычислений, известной как массив нейтральных атомов, которую команда Лукина разрабатывала несколько лет. Новая система, основанная на этой архитектуре, отличается программируемостью и способностью эффективного управления логическими кубитами с использованием лазеров.
Этот значительный шаг вперед может ускорить прогресс в создании крупномасштабных квантовых компьютеров и открыть новые возможности для науки и общества в целом.
