Точность однокубитных операций составила 99,92%
© лександра Песоцкая / Медиацентр физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова/
Официальный Telegram-канал квантового проекта "Росатома"
МОСКВА, 10 февраля. /ТАСС/. Российские ученые в ФИАН продемонстрировали квантовый компьютер на 70 кубитах на основе ионной цепочки. Точность однокубитных операций составила 99,92%, передает корреспондент ТАСС.
"Таким образом мы показываем, что у нас есть 35 ионов иттербия. Мы контролируем в них четыре состояния и эта система функционирует как 70-кубитный квантовый компьютер", - сообщил старший научный сотрудник ФИАН Илья Заливако.
Как пояснили разработчики, принцип работы квантового компьютера основан на коллективных колебаниях ионной цепочки. При воздействии на один из ионов "начнет колебаться вся ионная цепочка", а общие для всех частиц колебательные моды позволяют частицам взаимодействовать друг с другом и выполнять квантовые операции. Для реализации двухкубитных операций используются специальные лазерные импульсы сложной формы, которые прикладываются к выбранной паре ионов.
Отличие разработки от стандартных ионных квантовых компьютеров связано с выбранной архитектурой кодирования. В системах с одной ионной цепочкой количество кубитов в общемировой практике не превышает 35 , поскольку по мере роста цепочки усложняется управление колебательным спектром и запутыванием квантовых состояний. В ФИАН увеличили число кубитов за счет более плотного кодирования информации внутри частиц - использования четырехуровневых квантовых систем, что эквивалентно двум кубитам в одном ионе.
Для индивидуального управления квантовым состоянием каждой частицы используются два лазерных пучка, которые могут быстро перемещаться вдоль ионной цепочки и наводиться на конкретный ион. Это позволяет независимо управлять состоянием каждой квантовой частицы и контролировать четыре состояния в каждом ионе.
Согласно продемонстрированным характеристикам, система работает с 70 кубитами, точность однокубитных операций составляет 99,92%, а точность двухкубитных операций - 95,4%. Связанность кубитов реализована по схеме "тройная звезда", что позволяет выполнять квантовые операции между различными кубитами без ограничения только ближайшими соседями.
В 70-кубитном режиме на полном регистре были запущены несколько квантовых алгоритмов, включая поиск по базе данных (алгоритм Гровера), алгоритм Бернштейна - Вазирани и подготовку GHZ-состояния. Разработчики отметили, что система предназначена для практического тестирования и оптимизации квантовых алгоритмов и уже используется для запуска вычислений через облачную платформу.