Разработан 256-кубитный аналоговый квантовый компьютер Он работает на ридберговских атомах

Как известно, существует две концепции квантовых компьютеров — классическая и адиабатическая. В первом случае вычислительное устройство по принципу работы похоже на обычные цифровые компьютеры, а во втором квантовый компьютер сделать даже проще классического, однако по принципам работы он будет ближе к аналоговым вычислителям начала прошлого века, способным решать только одну задачу. Адиабатический квантовый компьютер, который создали гарвардские физики, лишен этих недостатков. В нем содержатся 256 кубитов — квантовых ячеек памяти.

В данном случае их роль играют ридберговские атомы — атомы рубидия-87, щелочного металла, последний электрон которого с помощью импульсов лазерного излучения или радиоволн сдвинут на довольно большое расстояние от ядра, благодаря чему размеры атома увеличиваются примерно в миллион раз. Подобными квантовыми объектами управлять гораздо проще, чем другими частицами, и у них есть примечательная особенность — они отталкивают друг друга, но при этом могут взаимодействовать друг с другом на больших дистанциях. Компьютер представляет собой набор из ридберговских атомов, которые выстроены в двумерную решетку и удерживаются на месте специальной лазерной ловушкой.

При вычислениях ученые настраивают работу каждого кубита вспышками лазера. Ученые выполнили несколько успешных экспериментов по изучению квантовых фазовых переходов, флуктуаций частиц и взаимодействий света и материи. В ближайшее время исследователи планируют значительно повысить качество работы квантового компьютера, устранив периодическое разрушение квантового состояния кубитов из-за cлучайных столкновений между ридберговскими атомами и одиночными молекулами газов, которые остаются в вакуумной камере. Если все газы получится удалить из камеры, ученые надеются одновременно увеличить количество кубитов и улучшить качество контроля над их состоянием.