Гарвард представляет первый в мире логический квантовый процессор

к Мануэль Коста
0 комментарий
Quantum Computing Advancement

Гарвардский университет представил революционное достижение в области квантовых вычислений. Исследователи из Гарварда успешно разработали программируемый логический квантовый процессор, способный вмещать 48 логических кубитов и выполнять множество операций с логическими вентилями. Этот значительный скачок в квантовых вычислениях знаменует собой потенциальный поворотный момент в этой области и представляет собой первый пример крупномасштабного выполнения алгоритма в системе квантовых вычислений с коррекцией ошибок.

В основе прорыва Гарварда в области квантовых вычислений лежит их новый логический квантовый процессор, который может похвастаться 48 логическими кубитами. Это достижение под руководством Михаила Лукина означает большой шаг на пути к созданию практичных и отказоустойчивых квантовых компьютеров.

В сфере квантовых вычислений квантовый бит или «кубит» служит фундаментальной единицей информации, подобно классическим двоичным битам. Хотя возможность квантовых вычислений в принципе была установлена уже более двух десятилетий, практическое применение квантовой механики для вычислительных целей является сложной задачей. Это связано с тем, что физические кубиты, основанные на атомах, ионах или фотонах, по своей природе нестабильны и подвержены выходу из своих квантовых состояний.

Настоящая валюта в области эффективных квантовых вычислений заключается в так называемых «логических кубитах». Это наборы избыточных физических кубитов с коррекцией ошибок, которые могут хранить информацию для использования в квантовых алгоритмах. Создание управляемых логических кубитов, подобных классическим битам, стало серьезной проблемой в этой области. Широко признано, что квантовые технологии не смогут полноценно процветать до тех пор, пока квантовые компьютеры не смогут надежно работать с логическими кубитами. На сегодняшний день самые продвинутые вычислительные системы продемонстрировали использование только одного или двух логических кубитов и одной операции квантового вентиля.

Команда Гарварда, возглавляемая квантовым экспертом Михаилом Лукиным, достигла ключевой вехи в поисках стабильных и масштабируемых квантовых вычислений. Впервые они разработали программируемый логический квантовый процессор, способный кодировать до 48 логических кубитов и выполнять сотни операций логических вентилей. Их достижение представляет собой первый пример крупномасштабного выполнения алгоритма на квантовом компьютере с коррекцией ошибок, предвещая появление первых отказоустойчивых квантовых вычислений.

Этот прорыв подробно описан в публикации в журнале Nature и был достигнут благодаря сотрудничеству с исследователями из Массачусетского технологического института и QuEra Computing, бостонской компании, основанной на технологических инновациях Гарварда. Управление по развитию технологий Гарварда недавно заключило лицензионное соглашение с QuEra на портфель патентов, полученный в результате работы группы Лукина.

Михаил Лукин рассматривает это достижение как потенциально преобразующий момент, сродни зарождению искусственного интеллекта. Он отмечает, что, хотя проблемы остаются, ожидается, что это достижение значительно ускорит прогресс в разработке крупномасштабных и практичных квантовых компьютеров.

Эта веха основана на многолетних исследованиях архитектуры квантовых вычислений, известной как массив нейтральных атомов, первоначально разработанной в лаборатории Лукина, а теперь находящейся в процессе коммерциализации QuEra. Центральными компонентами этой системы являются ультрахолодные взвешенные атомы рубидия, служащие физическими кубитами системы. Эти атомы могут двигаться и образовывать запутанные пары в процессе вычислений, причем запутанные пары атомов служат воротами, единицами вычислительной мощности. Ранее команда продемонстрировала низкий уровень ошибок в своих операциях по запутыванию, подтвердив надежность своей системы массивов нейтральных атомов.

Последствия этого достижения огромны, поскольку оно не только ускоряет развитие квантовой обработки информации с использованием нейтральных атомов, но и открывает двери для исследования крупномасштабных логических кубитовых устройств, которые могут принести преобразующую пользу как науке, так и обществу.

Благодаря своему логическому квантовому процессору исследователи теперь могут эффективно и масштабируемо управлять целым массивом логических кубитов параллельно с помощью лазеров, что является более эффективным подходом по сравнению с индивидуальным физическим контролем кубитов. Будущие усилия команды включают демонстрацию более широкого спектра операций с 48 логическими кубитами и настройку системы для непрерывной работы, выходя за рамки текущего ручного цикла.

Эта веха в квантовых вычислениях представляет собой замечательное сочетание инженерии и дизайна, обещающее проложить путь к дальнейшему прогрессу в области квантовой обработки информации и созданию квантовых компьютеров с кубитами с коррекцией ошибок, которые необходимы для разработки более крупных и практичных квантовых компьютеров. устройства.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о развитии квантовых вычислений

В чем значение прорыва Гарварда в области квантовых вычислений?

Прорыв Гарварда в области квантовых вычислений очень важен, поскольку он включает в себя разработку программируемого логического квантового процессора, способного обрабатывать 48 логических кубитов и выполнять множество операций с логическими вентилями. Это знаменует собой потенциальный поворотный момент в этой области, поскольку это первая демонстрация крупномасштабного выполнения алгоритмов на квантовом компьютере с коррекцией ошибок.

Что такое логические кубиты и почему они важны для квантовых вычислений?

Логические кубиты — это группы избыточных физических кубитов с коррекцией ошибок, которые могут хранить информацию для использования в квантовых алгоритмах. Они имеют решающее значение в квантовых вычислениях, поскольку обеспечивают стабильность и коррекцию ошибок, делая квантовые компьютеры более надежными и практичными для реальных приложений.

Кто руководил исследованием в Гарварде и каков его опыт?

Исследование в Гарварде возглавил Михаил Лукин, профессор физики Университета Джошуа и Бет Фридман и содиректор Гарвардской квантовой инициативы. Он известный квантовый эксперт с обширным опытом в этой области.

Как работает квантовый процессор Гарварда и каков его ключевой компонент?

Квантовый процессор Гарварда основан на массиве нейтральных атомов, в котором в качестве физических кубитов используются ультрахолодные взвешенные атомы рубидия. Эти атомы могут двигаться и образовывать запутанные пары в процессе вычислений, служа воротами или единицами вычислительной мощности. Ключевым компонентом является надежная запутанность этих атомов, которая позволяет выполнять квантовые операции с коррекцией ошибок.

Каковы потенциальные последствия этого прорыва в области квантовых вычислений?

Последствия этого огромны, поскольку это ускоряет развитие квантовой обработки информации и открывает двери для крупномасштабных логических кубитовых устройств. Это достижение может принести преобразующие выгоды науке и обществу, проложив путь к более практичным и мощным квантовым компьютерам.

Это исследование уже коммерциализировано?

Да, технология массивов нейтральных атомов, разработанная в Гарварде, коммерциализируется бостонской компанией QuEra Computing. Управление развития технологий Гарварда заключило лицензионное соглашение с QuEra на портфель патентов, основанный на этих инновациях.

Что будет дальше с этим исследованием?

Команда из Гарварда планирует продемонстрировать более широкий спектр операций на своих 48 логических кубитах и поработать над настройкой своей системы для непрерывной работы, выходя за рамки ручного цикла. Они стремятся еще больше расширить возможности своего квантового процессора.

Подробнее о развитии квантовых вычислений

Вам также может понравиться

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский