Учени от Харвардския университет съобщиха за пробив в създаването на усъвършенствани квантови компютри. Те са разработили платформа за поддържане на непрекъсната работа на квантов компютър. Платформата самостоятелно, без човешка намеса поддържа кюбитите в работно състояние, като ги попълва с атоми, за да замени частиците, които случайно са напуснали кюбитите, осигурявайки непрекъсната работа на системата без досадните рестартирания.

Пробивът е докладван от група физици от Харвард, ръководена от бившия възпитаник на MIPT професор Михаил Лукин. Те са създали първата в света квантова изчислителна машина, способна да работи непрекъснато без рестартиране. Постижението е описано в последния брой на списание Nature. Създадената в лабораторията система позволява на квантовата платформа да работи повече от два часа, а теоретично и неограничено дълго.

За разлика от класическите компютри, които използват битове със състояния 0 или 1, квантовите компютри работят с кюбити, включително такива, базирани на субатомни частици, които могат да съществуват в няколко състояния едновременно, или в т.нар. суперпозиция. Това дава възможност за решаване на сложни проблеми за минути вместо за хилядолетия.

Откритието, постигнато в партньорство с учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) обещава революция в медицината, финансите и криптографията, където се изисква изчислително интензивно молекулярно моделиране и оптимизация.

Основният проблем на квантовите компютри през годините е загубата на атоми – процесът, при който субатомните частици, които образуват кюбитите напускат системата, което води до загуба на информация и грешки. Преди това дори и най-усъвършенстваните устройства работеха само няколко милисекунди (максимум около 13 секунди), което правеше невъзможни дългите изчисления. Това не се отнася за всички квантови компютри, но особено силно засяга кюбитите, изградени от неутрални атоми, а точно върху това работи групата на Лукин в Харвард.

Проектът на Лукин, стартирал преди 5 години е насочен именно към преодоляването на тази бариера. Новата машина с 3000 кюбита демонстрира стабилност, като вкарва до 300 000 атома в секунда, за да компенсира загубите.

Ключовото решение са два иновативни инструмента: „оптичен решетъчен транспортьор“ и „оптична пинсета“, които преместват и допълват атомите, без да нарушават квантовата информация. Според учените „сега нищо не ограничава фундаментално продължителността на атомните квантови компютри – можем да заменим изгубените атоми със свежи“. Тази технология осигурява непрекъснатост, като същевременно запазва целостта на системата. Изследователите подчертават, че планът за по-нататъшно развитие е ясен и машината вече показва потенциал за увеличаване на мащаба.

„Това просто е област с огромен потенциал за иновации. Ние преодоляваме пропастта между това, което хардуерът може да направи и това, което алгоритмите обещават. Това е област, която е узряла за открития.“

обясняват изследователите