Учёные из Гарвардского университета объявили о значительном прорыве в области квантовых вычислений. В течение последних пяти лет им удалось разработать платформу, способную поддерживать непрерывную работу квантового компьютера. Эта система автоматизированно удерживает кубиты в активном состоянии, компенсируя утечку частиц атомами, что предотвращает необходимость перезагрузок.
Открытие было сделано группой физиков под руководством профессора Михаила Лукина, бывшего выпускника МФТИ. Они создали первую в мире квантовую вычислительную машину, способную функционировать без перерывов. Подробности об этом достижении были опубликованы в последних номерах журнала Nature. Созданная в лаборатории система обеспечила непрерывную работу квантовой платформы в течение более двух часов, а теоретически может работать бесконечно. В отличие от традиционных компьютеров, которые используют биты со значениями 0 и 1, квантовые машины функционируют на основе кубитов, в том числе из субатомных частиц, которые могут находиться в нескольких состояниях одновременно благодаря суперпозиции. Это позволяет им решать сложные задачи за считанные минуты вместо тысячелетий.
Данное открытие, достигнутое в сотрудничестве с учеными из Массачусетского технологического института (MIT), обещает революцию в таких областях, как медицина, финансы и криптография, где требуются интенсивные вычисления для моделирования молекул и оптимизации процессов. Одной из главных проблем квантовых компьютеров на протяжении многих лет была потеря атомов, что означало, что субатомные частицы, формирующие кубиты, оставляли систему, ведя к утечке информации и сбоям.
Ранее даже самые современные устройства могли работать всего несколько миллисекунд, максимум — около 13 секунд, что делало невозможным выполнение длительных расчетов. Эта проблема особенно остро затрагивает кубиты на основе нейтральных атомов, на которых и сосредоточена работа группы Лукина в Гарварде. Проект Лукина, начатый пять лет назад, был нацелен на преодоление этого барьера. Новая машина с 3000 кубитами демонстрирует стабильность, вводя до 300 000 атомов в секунду для компенсации утечек. Ключевыми решениями для проекта стали два инновационных инструмента: «оптическая решётка-конвейер» и «оптические пинцеты», которые позволяют перемещать и добавлять атомы без нарушения квантовой информации.
Учёные уверяют, что «теперь ничто не ограничивает продолжительность работы наших атомных квантовых компьютеров — мы можем заменять утерянные атомы новыми». Эта технология обеспечивает непрерывность функционирования системы, сохраняя её целостность. Исследователи подчеркивают, что план по дальнейшему развитию уже четко выработан, а машина демонстрирует большой потенциал для масштабирования. «Эта область обладает колоссальным потенциалом для инноваций, — комментируют учёные. — Мы устраняем разрыв между тем, что может сделать аппаратное обеспечение, и тем, что обещают алгоритмы. Эта сфера готова к новым открытиям».
