Тихият проблем в квантовите компютри
Ето нещо удивително: квантовите компютри теоретично могат да решат задачи, на които обикновените компютри биха отделили повече време от възрастта на Вселената. Но има уловка — и то голяма.
Тези машини са изключително крехки. Те се разпадат при най-малкото смущение. Става дума за нещо толкова финно, колкото електромагнитните смущения от вашия телефон или дори блуждаещи електрически заряди, плаващи в околната среда.
Представете си, че се опитвате да направите перфектен стоеж на ръце върху подскачащ батут, докато някой шепне случайни числа в ухото ви. Така изглежда квантовото изчисление отвътре в машината.
Появява се кубитът със свръхтекуч хелий
Изследователи от Университета на Съри току-що публикуваха нещо fascиниращо. Те проектираха напълно нов вид кубит — основната единица на квантовата информация — използвайки т.нар. свръхтекуч хелий-3.
Свръхтекучият хелий сам по себе си е доста странна материя. Това е хелий, охладен до близо абсолютната нула, където се превръща в течност, която може да тече без никакво триене. Той пълзи по стените, излиза от контейнерите и се държи по начини, които правят физиците влюбени до лудост.
Но ето най-хитрата част: този свръхтекуч хелий е неутрален по заряд. За разлика от свръхпроводящите кубити, използвани в повечето днешни квантови компютри, той не носи електрически заряд.
Знаете как косата ви се залепва за балон от статично електричество? Това е електрическият заряд, който създава проблеми. Същият вид смущения непрекъснато пречи на днешните квантови компютри. Чрез използването на нещо с нулев заряд, екипът от Съри вярва, че техният дизайн може естествено да избегне тези проблеми.
Те наричат своето творение SHOQ устройство — което честно казано звучи като име на супергерой или на особено агресивна тренировъчна програма. (Superfluid Helium Oscillator Quantum, ако сте любопитни.)
Защо 100 пъти по-малко грешки имат значение
Изследователите изчислиха, че техният дизайн може да има нива на грешки приблизително 100 пъти по-ниски от тези на съвременните свръхпроводящи кубити.
Нека поставя това в перспектива. Представете си, че опитвате да изпратите текстово съобщение, но 1 от всеки 100 знака случайно се променя. Досадно, нали? Сега си представете, че само 1 от всеки 10 000 знака се променя. Това е разликата.
Това е от огромно значение за мащабируемостта — способността да се изграждат по-големи и по-мощни квантови компютри. В момента добавянето на повече кубити към системата прави контрола на грешки експоненциално по-труден. Все едно да жонглирате, като добавяте все повече топки; рано или късно нещо пада.
Ако SHOQ устройството достави дори близо до това, което предсказва математиката, то може да промени цялата пътна карта за квантовите изчисления.
Не замяна — а съотборник
Ето нещо, което ми харесва в това изследване: екипът не предполага, че свръхтекучият хелий ще замени съществуващото квантово оборудване. Вместо това те envisionirant различни типове кубити да работят заедно.
Д-р Еран Гино