На этой неделе квантовые вычисления достигли двух значительных вех: ученые совершили прорывы как в масштабировании, так и в стабильности, приблизив практические квантовые компьютеры к реальности.
Компания Alice & Bob из Парижа, занимающаяся квантовыми вычислениями, объявила в среду, что их революционные кубиты типа «Galvanic Cat» теперь могут противостоять ошибкам изменения бита более часа. Это существенно превышает предыдущий рекорд их же системы Boson-4 (около 7 минут) и почти в четыре раза выше минимального порога в 13 минут, необходимого для планируемого промышленного квантового компьютера к 2030 году. Кубиты «кот» сохраняли стабильность от 33 до 60 минут, одновременно исполняя квантовые операции с точностью 94,2% всего за 26,5 наносекунды. Такой результат на многие порядки превышает показатели традиционных сверхпроводниковых кубитов, которые обычно сохраняют когерентность лишь десятки–сотни микросекунд.
Тем временем физики из Калтеха сообщили во вторник в журнале Nature о создании самой крупной массивной решетки кубитов: 6 100 кубитов из нейтральных атомов, удерживаемых в сетке с помощью лазеров. Команда под руководством профессора Мануэля Эндреса и аспирантов Ханны Манетш, Гёхея Номура и Эли Баттайль использовала 12 000 оптических пинцетов для удержания атомов цезия в вакуумной камере. Массив сохранял суперпозицию около 13 секунд, при этом манипулировать отдельными кубитами удавалось с точностью 99,98%.
Конкурирующие подходы демонстрируют перспективы
Эти прорывы подчёркивают различные стратегии в гонке за создание квантовых компьютеров с высокой устойчивостью к ошибкам. Подход Калифорнийского технологического института с использованием нейтральных атомов сосредоточен на увеличении числа кубитов, при этом предыдущие массивы содержали лишь сотни. «Это захватывающий момент для квантовых вычислений на нейтральных атомах», — сказал Эндрес. — «Теперь мы видим путь к большим квантовым компьютерам с коррекцией ошибок. Необходимые строительные блоки уже есть».
Кошачьи кубиты Alice & Bob используют иной подход, нацеленный на одну из фундаментальных проблем квантовых вычислений: уровень ошибок. Современные квантовые компьютеры совершают ошибки в среднем раз на сотни операций, что на многие порядки хуже по сравнению с элементами классической электроники. Практически устраняя ошибки инверсии битов, кошачьи кубиты могут резко сократить ресурсы, необходимые для коррекции ошибок.
Соревнование между основными участниками усиливается
Эти достижения происходят на фоне усиливающейся конкуренции в области квантовых вычислений. На этой неделе исследователи Гарварда продемонстрировали систему на 3 000 кубитах, которая работала непрерывно более двух часов. Однако система Калтеха с 6 100 кубитами смогла функционировать менее 13 секунд, что подчеркивает компромиссы между масштабом и стабильностью.
«Широкий масштаб с большим количеством атомов обычно считается достигаемым ценой точности, но наши результаты показывают, что возможно и то, и другое», — говорит Номура из Калтеха. — «Кубиты бесполезны без качества. Теперь у нас есть и количество, и качество». Возможность перемещать кубиты по массиву, сохраняя суперпозицию, дает системам на нейтральных атомах преимущества по сравнению с фиксированными сверхпроводниковыми платформами для коррекции ошибок.
Обе команды планируют продемонстрировать квантовую запутанность — необходимый шаг для перехода от демонстрации хранения квантовой информации к выполнению реальных вычислений
Alice & Bob — пресс-релиз “Alice & Bob Shares Preliminary Results Vastly Surpassing Previous Bit-Flip Time Record” (25 сентября 2025)
Caltech — статья A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits, Nature, DOI: 10.1038/s41586-025-09641-4
Harvard — статья Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system, Nature, DOI: 10.1038/s41586-025-09596-6
Комментариев нет:
Отправить комментарий