Две независимые группы ученых Университета штата Мэриленд (UMD) и Национального института стандартов и технологий (NIST), использовали более 50 взаимодействующих атомных кубитов для имитации магнитной квантовой материи. Уровень сложности этой операции превышает все предыдущие аналоги. Об исследовании рассказывают Science Daily и Motherboard.
В качестве основы для квантового моделирования исследователи использовали 53 отдельных иона иттербия, которые удерживались с помощью электродов с золотой обмоткой. В дополнительной конструкции был задействован 51 незаряженный атом рубидия, ограниченный лазерными лучами. Такое количество кубитов позволяет созданному квантовому симулятору делать расчеты в областях физики, которые недоступны даже самым быстрым из современных суперкомпьютеров. Причем относительно несложно дополнительно увеличить число кубитов — достаточно добавить еще атомов.
Современные компьютеры, основанные на транзисторах, отлично подходят для решения многих задач, но они теряют эффективность, когда речь идет более чем о 20 взаимодействующих квантовых объектах. Сюда, помимо прочего, относятся вычисления в области квантового магнетизма. Благодаря 53 взаимодействующим кубитам, воспроизведенным в эксперименте, оказалось доступным моделирование более квадриллиона возможных магнитных конфигураций. Имитация подобного процесса на обычном компьютере очень сложна, если вообще возможна.
Ранее ученые уже создавали системы из 10-20 кубитов, но стартапы, технологические компании и исследовательские группы интенсивно работают над увеличением их количества. Устройство на 53 кубитах, созданное американскими учеными, отлично подходит для исследований квантового магнетизма, но, возможно, для других видов вычислений понадобится квантовый компьютер с более универсальными конфигурациями. В планах команд — довести число кубитов до 100.
Графен может стать источником бесконечной чистой энергии
Идеи
В недалеком будущем квантовые технологии могут стать основой для новой версии интернета. Специалистам испанского исследовательского института ICFO удалось создать «гибридную» квантовую сеть и осуществить связь между двумя узлами с помощью единственного фотона.