Квантовите компютри обещават да решават проблеми, недостижими дори за най-мощните съвременни суперкомпютри, но практическото им приложение досега оставаше предизвикателство, съобщава Knowridge.

Сега пробив на базираната в Сидни компания Diraq, създадена като спин-аут на Университета на Нов Южен Уелс (UNSW Sydney), може да проправи пътя към изграждането на мащабни и икономически ефективни квантови системи.

Diraq се специализира в квантови чипове на основата на силиций — устройства, които използват принципите на квантовата механика за изчисления. Досега подобни чипове демонстрираха висока ефективност само в лабораторни условия. Основният въпрос пред индустрията беше дали тези резултати могат да бъдат възпроизведени и при масово производство.

Отговорът вече е налице. В сътрудничество с белгийския imec — един от водещите изследователски центрове в областта на полупроводниците — Diraq е доказала, че нейните квантови чипове могат да постигнат необходимата 99-процентова точност за надеждни квантови операции, дори когато се произвеждат извън лабораторна среда.

„Това е ключова стъпка напред“, заяви професор Андрю Дзурак, инженер от UNSW, основател и главен изпълнителен директор на Diraq. „За първи път показахме, че точността на нашите квантови процесори може да бъде възпроизведена в комерсиална полупроводникова фабрика. Това означава, че нашите чипове са напълно съвместими с утвърдените индустриални процеси.“

Резултатите, публикувани в Nature, се фокусират върху работата с два квантови бита — кубита. Така наречените двукубитови логически елементи са основни градивни единици на квантовите компютри, а демонстрацията на тяхната висока точност в индустриална среда е важен етап.

Постижението съвпада с целите на Quantum Benchmarking Initiative – програма на Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната на САЩ (DARPA), която цели да определи кога квантовите компютри ще достигнат „утилитарен мащаб“, т.е. моментът, в който търговската им стойност надвишава разходите за поддръжка.

За да се достигне този праг, квантовите процесори трябва да управляват и коригират грешки в мащаб от милиони кубити. Именно силицият се очертава като водещ кандидат за постигането на тази цел. За разлика от други по-екзотични материали, силицият може да интегрира милиони кубити върху един чип и вече е в основата на глобалната микрочип индустрия. Това го прави значително по-лесен и евтин за мащабиране.

Diraq вече беше показала, че еднокубитови операции могат да достигнат 99.9% точност с помощта на стандартни CMOS (допълнителен метал-оксиден полупроводник) технологии — същите, които се използват за обикновените компютърни чипове. До този момент обаче, същото ниво на точност за двукубитови операции в индустриални условия оставаше недостижимо.

Новите резултати променят това. „С това постижение се открива пътят към изграждането на напълно надежден, функционален квантов компютър, който ще бъде по-изгоден от всички други платформи,“ заяви професор Дзурак.

С доказателството, че високоточни квантови чипове могат да се произвеждат в мащаб, Diraq и нейните партньори може би са направили най-важната крачка досега към превръщането на квантовите компютри в реалност. |БГНЕС