Квантовый компьютер из сотен и тысяч кубитов

Ведущие физики из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института представили стартап QuEra Computing. Молодая компания обещает за пару лет создать квантовые компьютеры с сотнями и даже тысячами кубитов.

Основное отличие квантовых компьютеров от классических - работа с данными. Квантовый компьютер оперирует не битами, способными принимать значение либо ноль, либо единица, а кубитами, имеющими значения одновременно и ноль, и единица. Теоретически это позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, достигая существенного превосходства над обычными компьютерами в ряде алгоритмов. Отметим, что группа под руководством российского и американского профессора Михаила Лукина начинала с создания 256-кубитовой системы, которую представили в июле этого года. Сам Лукин неоднократно повторял, что квантовый компьютер нельзя считать в полной мере программируемой и универсальной вычислительной платформой. Платформа может обеспечить симуляцию физических процессов на квантовом уровне, но в ограниченном спектре приложений.

Алексей КАЛАЧЕВ, заведующий кафедрой, доцент, Казанский федеральный университет, Институт физики, кафедра оптики и нанофотоники :


- Для обработки информации необходимо управлять состояниями кубитов с помощью внешних полей, что нарушает их изолированность. В этом и состоит основная фундаментальная проблема, которая возникает при разработке квантовых компьютеров. Очень трудно найти или создать такую систему кубитов, которая сочетает в себе вот эти вот противоречивые свойства: длительное хранение информации и хорошую управляемость.


Компьютер создадут из сверхохлажденных атомов рубидия, помещенных в дефекты кристаллической решётки. Лазерные импульсы - так называемый оптический пинцет - позволят расставить атомы рубидия в необходимом порядке. Во время вычислений вся система, в зависимости от входных условий и последовательности воздействий оптическим пинцетом, приходит в конечное состояние, которое можно назвать результатом вычисления.

Алексей КАЛАЧЕВ, заведующий кафедрой, доцент, Казанский федеральный университет, Институт физики, кафедра оптики и нанофотоники :


- Квантовые компьютеры, или точнее квантовые симуляторы, можно использовать для моделирования квантовых систем. Эта задача является слишком сложной для классических вычислений и чрезвычайно важна для разработки новых материалов, лекарств и так далее. Я думаю, что в ближайшие годы появится целый ряд моделей с числом кубитов больше ста. Ну, а дальнейший темп развития предсказать довольно сложно.


Сам проект - важный шаг к крупномасштабным квантовым системам, он поможет многое изменить в области квантовых вычислений. Количество квантовых состояний в таком симуляторе больше, чем количество атомов в Солнечной системе.