Американские и европейские исследователи создали квантовую охлаждающую установку, которая одновременно способна охлаждать кубиты (простейшие вычислительные блоки квантовых компьютеров) до рекордно низкой температуры и при этом автоматически обнулять их после использования.
Об этом сообщила пресс-служба шведского Технического университета Чалмерса.
"Нам впервые удалось продемонстрировать то, что квантовые тепловые машины можно использовать для решения полезных на практике задач. Изначально мы проводили эксперимент для демонстрации этой концепции, однако мы были приятно удивлены, что наш подход превосходит по эффективности все существующие протоколы по обнулению и охлаждению кубитов", — пояснил доцент Технического университета Чалмерса Симоне Гаспаринетти, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают исследователи, установка способна охлаждать квантовые биты до рекордно низкой температуры, составляющей около 23,5 милликельвина (минус 273,1265 градуса Цельсия). Это примерно вдвое ниже, чем удается достигнуть при помощи уже существующих промышленных холодильников, применяемых в работе передовых квантовых компьютеров на базе сверхпроводящих кубитов.
Европейским и американским физикам удалось достичь этого благодаря использованию своеобразного квантового аналога теплового двигателя, который ученые приспособили для "перекачки" тепла из сверхпроводящих кубитов. Созданная ими холодильная установка представляет собой набор из двух сверхпроводящих кудитов, многоуровневых квантовых ячеек памяти, соединенных системой из волноводов.
Ученым удалось организовать взаимодействие между этими многоуровневыми кубитами таким образом, что они изымают энергию и охлаждают соседнюю с ними третью квантовую ячейку памяти, которая непосредственно участвует в проведении вычислений. Все эти процессы, как отмечают исследователи, происходят в полностью автоматическом и автономном режиме, что значительно упрощает работу квантового компьютера и снижает вероятность появления ошибок при инициализации кубитов.
"Данный подход позволяет успешно сбросить кубит в нулевое состояние после проведения вычислений с вероятностью в 99,97%, что выше аналогичного шанса (99,8-99,92%) для уже существующих систем охлаждения квантовых компьютеров. Подобная разница может показаться небольшой, однако при проведении множества операций этот прирост в надежности сбрасывания кубитов существенным образом увеличивает эффективность работы квантовых компьютеров", — подытожил научный сотрудник Технического университета Чалмерса (Швеция) Мохаммед Аамир, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
