Китайские ученые создали крупнейший в мире массив для квантовых вычислений

В журнале Physical Review Letters опубликована статья, где исследователи из Китайского университета науки и технологий сообщили о создании самого большого в мире массива, состоящего из 2024 атомов рубидия, предназначенного для квантовых вычислений. Эксперты отмечают, что это значительный прогресс в области квантовой физики.

В новой разработке используется ИИ и оптические ловушки, что позволило сформировать атомные массивы, превосходящие предыдущие разработки в 10 раз. Каждый атом выполняет роль кубита – основного элемента квантовых вычислений.

В отличие от сверхпроводящих схем или ионов, нейтральные ультрахолодные атомы более устойчивы при масштабировании. Ранее развитие атомных систем сдерживалось медленным процессом позиционирования, поскольку каждый атом перемещался отдельно с помощью лазерного пинцета, что ограничивало размер массива несколькими сотнями элементов.

В сотрудничестве с Шанхайской лабораторией искусственного интеллекта, команда разработала ИИ-систему с высокоскоростным пространственным световым модулятором. Этот метод позволяет одновременно перемещать атомы в требуемые позиции, формируя идеальный массив из 2024 атомов за 60 миллисекунд. Время перестановки не зависит от размера массива.

Испытания системы в лаборатории показали высокую точность: операции с одним кубитом выполняются с точностью 99,97%, а с двумя – 99,5%. Точность определения состояний кубитов достигла 99,92%, что соответствует результатам ведущих мировых лабораторий.

Нынешняя версия имеет ограничения: атомы могут перемещаться только в пределах одного слоя, а размер массива ограничен мощностью лазеров. В перспективе исследователи планируют разработать более мощные лазеры и высокоточные модуляторы света для дальнейшего развития технологии.