Физики из России и США создали первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер

Профессор Михаил Лукин Фото Serious science
До этого момента лидером в неформальной гонке за кубиты считалась лаборатория Google под руководством Джона Мартиниса, которая работает над компьютером с 49 кубитами

Группа ученых под руководством Михаила Лукина, физика из Гарварда и сооснователя Российского квантового центра (РКЦ), создала и успешно проверила программируемый квантовый компьютер на базе 51 кубита, став, таким образом, лидером среди участников квантовой гонки. Об этом рассказал сам Лукин, выступая с научным докладом на IV Международной конференции по квантовым технологиям в Москве (ICQT-2017).

Квантовые компьютеры — это вычислительные устройства, мощность которых увеличивается экспоненциальным образом благодаря использованию законов квантовой механики в их работе. Все подобные устройства состоят из кубитов — ячеек памяти и одновременно примитивных вычислительных модулей, которые могут хранить в себе спектр значений между нулем и единицей.

Лукин пояснил, что он и его коллеги использовали кубиты на основе холодных атомов, которые удерживались оптическими «пинцетами» — специальным образом организованными лазерными лучами. Большинство современных квантовых компьютеров используют сверхпроводящие кубиты на основе контактов Джозефсона. Команде Лукина удалось с помощью своего квантового вычислителя решить задачу моделирования поведения множества связанных частиц, которая была практически нерешаема с помощью классических компьютеров.

Создать универсальный квантовый компьютер сейчас пытаются крупнейшие технологические корпорации, в том числе Google, IBM, Microsoft или китайский интернет-ретейлер Alibaba. Вычислительные элементы квантовых компьютеров – кубиты – строятся на основе квантовых объектов: ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний. Это позволяет квантовым компьютерам одновременно, за один такт, производить сразу множество вычислений. Квантовые компьютеры способны справляться с задачами, для решения которых классическим компьютерам потребовались бы миллиарды лет. В частности, с их помощью можно моделировать поведение сложных квантовых систем, создать сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, моделировать работу мозга.

Возможности квантовых компьютеров зависят от числа кубитов. Лишь несколько десятков кубитов могут дать такой выигрыш в вычислительной мощности, который недостижим для классических компьютеров. До этого момента лидером в неформальной гонке считалась лаборатория корпорации Google под руководством Джона Мартиниса. Компания планирует эксперименты на компьютере с 49 кубитами, IBM уже проводит эксперименты с 17-кубитным устройством. Таким образом, создание 51-кубитного компьютера — серьезный шаг вперед в этой области.

Новости партнеров