Record în domeniul cuantic: Crearea unui sistem de 6.000 de qubiți funcționali la temperatura camerei

În cadrul experimentului, atomii neutri împerecheați au fost folosiți ca qubiți (biți cuantici) într-un sistem, fiind menținuți într-o stare de „suprapunere” pentru a efectua calcule cuantice. Pentru a atinge acest obiectiv, oamenii de știință au divizat un fascicul laser în 12.000 de „clește laser” care au susținut cei 6.100 de qubiți.

Conform unui studiu publicat pe 24 septembrie în revista Nature, cercetătorii nu doar că au stabilit un nou record pentru numărul de qubiți atomici plasați într-un singur aranjament, dar au și extins durata de coerență a „suprapunerii”. Aceasta reprezintă intervalul de timp în care un atom este disponibil pentru calcule sau verificări de erori într-un calculator cuantic — durată care a fost îmbunătățită de la câteva secunde la 12,6 secunde.

Studiul marchează un pas semnificativ către dezvoltarea computerelor cuantice la scară largă, capabile de realizări tehnologice mult superioare celor mai rapide supercomputere actuale, conform declarațiilor cercetătorilor în studiu. Aceștia au adăugat că cercetarea reprezintă un punct de referință important în dezvoltarea computerelor cuantice care utilizează arhitectura cu atomi neutri.

Acest tip de qubit este avantajos deoarece poate opera la temperatura camerei. Tipul cel mai comun de qubiți, fabricați din metale superconductoare, necesită echipamente costisitoare și incomode pentru răcirea sistemului la temperaturi apropiate de zero absolut.

Se consideră în general că dezvoltarea computerelor cuantice utile va necesita sisteme cu milioane de qubiți. Acest lucru se datorează faptului că fiecare qubit funcțional necesită mai mulți qubiți corectați de erori pentru a asigura toleranța la fault.

Qubiții sunt în mod inerent „zgomotoși” și tind să se decohereze ușor când sunt expuși factorilor externi. Pe măsură ce datele sunt transferate printr-un circuit cuantic, această decoherență le distorsionează, făcând datele potențial inutilizabile. Pentru a contracara acest zgomot, oamenii de știință trebuie să dezvolte tehnici de toleranță la fault în tandem cu metode pentru expansiunea qubiților. Este motivul pentru care a fost investită o cantitate enormă de cercetare în corectarea erorilor cuantice (QEC).

Multe dintre sistemele de azi sunt considerate funcționale, dar majoritatea nu ar îndeplini un prag minim de utilitate comparativ cu un supercomputer. Computerele cuantice construite de IBM, Google și Microsoft, de exemplu, au depășit cu succes computerele clasice și au demonstrat ceea ce este adesea numit „avantaj cuantic”.