Цюрих жоғары техникалық мектебінің (ETH Zurich) Ивэнь Чу жетекшілігімен физиктер тобы кванттық есептеу архитектурасында сапалы секіріс жасады. Олар жедел жады дәстүрлі электромагниттік элементтерге емес, механикалық резонаторларға құрылған чипті ұсынды. Бұл жай инженерлік трюк емес — кванттық жүйенің ақпаратты сақтау және өңдеу тәсілін түбегейлі қайта қарау.

Архитектура: классикалық ДК-дегідей CPU және RAM

Бұл әзірлеме процессор (CPU) жедел жадыдан (RAM) бөлінген фон Нейманның классикалық архитектурасын еске түсіреді. Жаңа чипте CPU рөлін асқын өткізгіш кубит, ал RAM рөлін механикалық резонаторлар атқарады. Деректер гитара ішегінің дірілін еске түсіретін микроскопиялық тербелістер түрінде кодталады. Тербелістің әрбір формасы жеке жад ұяшығына сәйкес келеді. Чудың айтуынша, бұл тәсіл жүйені бір уақытта тиімдірек әрі икемді етеді.

Неліктен механика электромагнетизмнен жақсы?

Механикалық жадтың электромагниттік аналогтардан үш негізгі артықшылығы бар:

  • Миниатюризация: механикалық резонаторлар электромагниттік элементтерден айтарлықтай кіші, бұл тығызырақ орналасуға жол ашады.
  • Жоғары өнімділіктегі ықшамдылық: небәрі 7,5-тен 2,5 мм-ге дейінгі чип күрделі кванттық алгоритмдерді орындауды қолдай алады.
  • Кванттық күйлердің ұзақ сақталуы: тербелістер түрінде кодталған ақпарат ұзағырақ сақталады, бұл декогеренция және деректерді жоғалту қаупін түбегейлі төмендетеді.

Практикалық сынақтар және перспективалар

Ғалымдар чипті іс жүзінде сынап көрді. Ол болашақ толыққанды кванттық жүйелердің негізі болып табылатын кванттық Фурье түрлендіру алгоритмі мен периодты іздеу тапсырмаларын сәтті орындады. Эксперимент тербеліс архитектурасының бағдарламаланатын кванттық компьютерлерді құруға жарамды екенін дәлелдеді. Енді зерттеушілер жүйені масштабтау кезінде технологияны сынауға назар аударады.

Менің талдауым: Бұл тәсіл кванттық есептеулердің ең өткір мәселелерінің бірі — кубиттердің қысқа өмір сүру уақытын шешеді. Механикалық жад эксперименттік зертханалық қондырғылардан практикалық, масштабталатын шешімдерге өтуге мүмкіндік беретін көпір бола алады. Егер ETH Zurich резонаторлар санын көбейту кезінде когеренттілікті сақтай алса, біз кванттық технологиялардағы жаңа дәуірдің тууына куә боламыз.