Физики установили рекорд с помощью массива из 6100 кубитов25.09.2025 18:02

Решение сложных задач в науке и технике требует значительного количества кубитов — уникальных элементов квантового компьютера, способных находиться одновременно в двух состояниях. Такое свойство позволяет квантовым машинам значительно превосходить традиционные компьютеры в выполнении специфических вычислений. Высокая восприимчивость кубитов к внешним условиям вынуждает ученых добавлять специальные резервные кубиты для выявления и устранения возникающих ошибок. Для надежных квантовых компьютеров потребуются сотни тысяч кубитов, пишет Phys.org.

Значительный шаг вперед сделали физики из Калифорнийского технологического института. Они собрали крупнейший в истории массив кубитов из нейтральных атомов, число которых достигло 6100 единиц. Атомы были зафиксированы в специальной лазерной решетке, позволяющей управлять их состоянием. Ранее максимальные размеры подобных устройств ограничивались несколькими сотнями кубитов.

Ученые применяли оптические пинцеты — высокоэнергетичные лазерные пучки — для фиксации множества одиночных атомов цезия внутри специальной структуры. Для формирования массива ученые расщепляли один лазерный луч на 12 000 пинцетов, одновременно фиксируя ими порядка 6100 атомов в вакууме.

Главным успехом эксперимента стало сохранение высокого уровня качества даже при увеличении масштаба системы. Команда смогла поддерживать суперпозицию всех атомов примерно в течение 13 секунд, что почти десятикратно превышает предыдущие достижения подобного рода. При этом точность управления каждым отдельным кубитом составила впечатляющие 99,98%. Кроме того, авторы исследования показали способность свободно перемещать отдельные атомы на расстояние сотен микрон по поверхности матрицы, поддерживая состояние суперпозиции. Эта уникальная способность позволяет значительно повысить эффективность исправления ошибок в квантовом компьютере, построенном на нейтральных атомах.

Таким образом, новая работа ученых открывает перспективу реализации крупномасштабной квантовой коррекции ошибок и подтверждает потенциал нейтральных атомов как серьезных кандидатов для решения этой сложной задачи.

Ранее физики разработали реалистичный метод обнаружения эффекта Унру — загадочного явления, которое было теоретически предсказано на стыке квантовой механики и теории относительности Эйнштейна.