Шведские учёные предложили архитектуру «гигантских супер-атомов» для масштабируемых квантовых компьютеров
Исследователи из Технологического университета Чалмерса (Швеция) предложили новый теоретический проект квантовых систем, основанный на концепции гигантских супер-атомов. Это решение может стать ключом к созданию масштабируемых квантовых компьютеров, решая проблему декогеренции и упрощая управление квантовой информацией.
Квантовые компьютеры обещают революцию в таких областях, как разработка лекарств и шифрование, но их развитие сдерживается из-за потери информации (декогеренции) при взаимодействии с окружающей средой. «Квантовые системы невероятно мощны, но также чрезвычайно хрупки. Ключ к их использованию — это контроль взаимодействия с окружающей средой», — объясняет Лэй Ду, ведущий автор исследования и постдок в области прикладных квантовых технологий.
Гигантские супер-атомы объединяют две ранее независимые концепции: гигантские атомы и супер-атомы. Гигантские атомы, впервые предложенные более 10 лет назад, взаимодействуют с окружающей средой в нескольких точках одновременно, что помогает сохранять квантовую информацию. Супер-атомы, в свою очередь, состоят из нескольких естественных атомов, которые делят одно квантовое состояние и действуют как единое целое. Объединение этих идей позволяет создавать сложные квантовые состояния, необходимые для квантовой связи и вычислений.
Иллюстрация: Nano Banana«Гигантский супер-атом можно представить как несколько гигантских атомов, работающих вместе как единое целое. Это позволяет хранить и контролировать квантовую информацию без необходимости сложных внешних схем», — поясняет Лэй Ду. Такая система минимизирует потери информации и упрощает создание запутанных состояний, которые являются основой для мощных квантовых компьютеров.
Исследование также показало, что взаимодействие гигантских супер-атомов с окружающей средой можно настраивать для достижения различных целей. Например, в одной конфигурации атомы могут передавать квантовые состояния друг другу без потерь, а в другой — распределять запутанность на большие расстояния.
Работа открывает новые возможности для создания масштабируемых и надёжных квантовых систем. Учёные планируют перейти от теории к экспериментам, чтобы создать реальные системы, которые могут быть интегрированы с другими квантовыми технологиями. «Наше исследование показывает, что такой подход может сократить необходимость в сложном оборудовании, гигантские супер-атомы приближают нас к практическому применению квантовых технологий», — добавляет Антон Фриск Кокум, соавтор исследования.
© iXBT
