Вперше дослідники виміряли точність двокубітних логічних операцій у кремнії, з дуже багатообіцяючими результатами, які дозволять масштабувати їх до повномасштабного квантового процесора.
Дослідження, проведене командою професора Ендрю Дзурака в UNSW Engineering, було опубліковано у всесвітньо відомому журналі Nature.
«Всі квантові обчислення можуть складатися з операцій з одним кубітом і двома кубітами - вони є центральними будівельними блоками квантових обчислень», - говорить професор Дзурак. «Отримавши їх, ви можете виконувати будь-які обчислення, які захочете, але точність обох операцій повинна бути дуже високою».
У 2015 році команда Дзурака була першою, хто побудував квантові логічні елементи в кремнії, зробивши можливими обчислення між двома кубітами - і тим самим подолала вирішальну перешкоду для перетворення кремнієвих квантових комп'ютерів на реальність.
З тих пір ряд груп по всьому світу продемонстрували двокубітні обчислення в кремнії, але до сьогоднішнього дня справжня точність таких двокубітових обчислень була невідома. А точність має вирішальне значення для успіху квантового комп'ютера.
«Точність є критичним параметром, який визначає, наскільки життєздатна технологія кубітів - ви можете скористатися величезною міццю квантових обчислень тільки в тому випадку, якщо операції кубітів близькі до ідеальних, допускаються лише крихітні помилки», - кажуть вчені.
У цьому дослідженні команда вчених впровадила і виконала порівняльний аналіз точності відтворення на основі Clifford - метод, який може оцінити точність кубіту на всіх технологічних платформах - продемонструвавши в середньому точність відтворення двох кубітів на рівні 98%.
«Ми досягли такої високої достовірності, охарактеризувавши і зменшивши первинні джерела помилок, таким чином, поліпшивши точність відтворення до точки, в якій на нашому двокбітовому пристрої можна було виконувати рандомізовані послідовності порівняльних тестів значної довжини - понад 50 операцій стробування», - кажуть дослідники.
Квантові комп'ютери матимуть широкий спектр важливих додатків у майбутньому завдяки їх здатності виконувати набагато складніші обчислення з набагато більшими швидкостями, включаючи вирішення проблем, які просто не піддаються сьогоднішнім комп'ютерам.
Вчені кажуть, що дослідження є ще одним доказом того, що кремній як технологічна платформа ідеально підходить для масштабування до великої кількості кубітів, необхідних для універсальних квантових обчислень.
Враховуючи, що кремній був у центрі світової комп'ютерної індустрії протягом майже 60 років, його властивості вже добре вивчені, і існуючі виробничі потужності з виробництва кремнієвих чіпів можуть легко адаптуватися до цієї технології.