Oamenii de știință australieni au reușit să reducă rata de eroare în sistemele de semiconductor, celulele unitare ale unui computer cuantic, la un nivel de 0,04%. Acest lucru deschide calea creării de calculatoare universale, spun fizicienii în revista Nature Electronics.
De câțiva ani încoace, Dzurak și colegii săi de universitate dezvoltă componentele necesare pentru a asambla un computer cuantic de stat solid. Așadar, în 2010 au creat un tranzistor cuantic de un singur electron, iar în 2012 - un qubit de siliciu cu drepturi depline bazat pe atomul de fosfor-31.
În 2013, au asamblat o nouă versiune a qubit-ului, ceea ce a făcut posibilă citirea datelor din ea cu o precizie de aproape 100% și a rămas stabilă pentru o perioadă foarte lungă de timp. În octombrie 2015, Dzurak și echipa sa au făcut primul pas către crearea primului calculator cuantic de siliciu prin combinarea a două cvb într-un modul care efectuează o operație logică OR.
A mai rămas un singur pas - pentru a învăța cum să combinați qubits similare folosind aceleași tehnologii semiconductoare ca celulele memorii cuantice. A fost extrem de dificil să faceți acest lucru, deoarece cbiturile semiconductoare „obișnuite” pot interacționa doar între ele la distanță scurtă.
După ce au rezolvat această problemă în urmă cu doi ani, oamenii de știință australieni s-au gândit la modul de „lipire” a aruncărilor într-un singur întreg și au învățat cum să le „imprime” așa cum fac producătorii de electronice atunci când creează microcircuite. Fructul acestor reflecții au fost primele planuri pentru crearea de „microcircuite” cuantice, prezentate de echipa Dzurak în decembrie 2017.
Aceste idei, după cum a menționat Dzurak, echipa sa a reușit să pună în practică toamna trecută, folosind așa-numita tehnologie CMOS - una dintre cele mai comune și dovedite metode de fabricare a microcircuitelor. Oamenii de știință au folosit-o pentru a „imprima” toate componentele qubit-urilor, precum și emitenții de microunde, punctele cuantice și tranzistoarele necesare pentru a scrie corect date noi într-o celulă cuantică de memorie.
După ce au rezolvat această problemă, fizicienii s-au gândit la următorul mare pas - pentru a crea un computer cuantic cu adevărat universal, aveau nevoie pentru a face ca qubit-urile să funcționeze aproape perfect, făcând greșeli nu mai mult de 1% din timp. În acest caz, restul problemelor din activitatea lor pot fi eliminate folosind algoritmi speciali de corecție a erorilor și logici, mai degrabă decât fizici.
După cum observă cercetătorul, există două moduri de a îmbunătăți acuratețea acestor dispozitive - prin îmbunătățirea designului celulelor de memorie și modificarea modului în care informațiile sunt citite și scrise în ele. Fizicienii australieni au luat a doua cale, folosind algoritmi și tehnici dezvoltate de colegii lor teoretici de la Universitatea din Sydney.
Video promotional:
Ei au ajutat Zuraku și echipa sa să schimbe structura impulsurilor de control cu microunde, astfel încât numărul de erori la citirea sau scrierea datelor a fost redus cu mai multe ordine de mărime. Drept urmare, oamenii de știință nu numai au pășit „bariera de corecție a erorilor”, dar au și ocolit rachetele superconductoare și „atomice”, care anterior au fost considerate mai promițătoare pentru crearea de mașini cuantice complexe.
În viitorul apropiat, ambele grupuri de cercetători intenționează să efectueze măsurători similare pe combinații de mai multe rabaturi și microcircuite care au fost deja create de Dzurak și echipa sa în trecut. Oamenii de știință speră că vor putea reduce rata generală a erorilor la un nivel care va permite crearea unui computer cuantic cu drepturi depline în următorii ani.
