Китайски учени съобщиха за голям пробив в областта на квантовите изчисления, създавайки най-големите в света масиви от 2024 рубидиеви атома. Работата, публикувана в списание Physical Review Letters, вече беше приветствана като важна стъпка в развитието на квантовата физика, включваща атоми. Новата платформа използва изкуствен интелект и оптични пинсети, за да създава масиви от атоми, 10 пъти по-големи от предишните.

Всеки атом в масива действа като кюбит — основната единица на квантовите изчисления. Изследването е продължение на работата на група физици от Китайския университет за наука и технологии.

За разлика от други подходи за изграждане на квантови компютри, като например използването на свръхпроводящи схеми или йони, неутралните ултрастудени атоми са по-стабилни и по-контролируеми при увеличаване на мащаба. Системите, базирани на атоми, обаче досега са били ограничени до масиви от няколкостотин елемента поради бавния процес на позиционирането им, където всеки атом се движи поотделно с оптични пинсети под формата на лазер.

Университетският екип, заедно с учени от Шанхайската лаборатория за изкуствен интелект, разработи система, задвижвана от ИИ, която използва високоскоростен пространствен модулатор на светлината, за да премества едновременно атомите на правилното място. Това направи възможно създаването на перфектен масив от 2024 атома само за 60 ms, като времето за пренареждане не зависи от размера на масива, което отвори пътя за по-нататъшно мащабиране на числата на кюбитите.

В лабораторията системата демонстрира впечатляваща точност: операции с един кюбит бяха извършени с точност от 99,97%, а с два кюбита — 99,5%. Точността на определяне на състоянието на кюбитите е достигнало 99,92%, което е сравнимо с резултатите, получени във водещите световни институти. Настоящата версия на системата обаче има ограничения: в 3D моделите атомите могат да се движат само в рамките на един слой, а размерът на масива е ограничен от мощността и точността на използваните лазери. По този начин получените резултати подчертават потенциала на технологията, но изискват допълнителни подобрения за създаване на мащабируеми квантови компютри.

За да постигнат по-нататъшен напредък, учените планират да разработят по-мощни лазери и високопрецизни светлинни модулатори. Способността за перфектно подреждане на десетки хиляди атоми в предвидими матрици би могла в бъдеще да стане основа за създаването на надеждни квантови компютри. Този пробив потвърждава лидерството на Китай в квантовите технологии и отваря нови хоризонти за изследвания, насочени към преодоляване на настоящите ограничения и постигане на практическо приложение на квантовите изчисления.

Спомнете си, че откритието, което променя квантовата физика, остана почти незабелязано. Това е т.нар. квантово разстояние – начин да се измери колко сходни или различни са две квантови състояния.