Агентство перспективных исследований Минобороны США (DARPA) завершило первый этап программы ONISQ, задача которой определить основу для создания первого поколения квантовых компьютеров для военных нужд, передает портал Качественный Казахстан.

Недавно Агентство перспективных исследований Минобороны США (DARPA) завершило первый этап программы ONISQ, целью которой было определить основу для создания первого поколения квантовых компьютеров для военных нужд. В результате было признано, что наиболее обещающим направлением являются кубиты из ридберговских нейтральных атомов, с которыми успешно работали ученые из Гарвардского университета под руководством выпускника МФТИ, профессора Михаила Лукина.

Программа ONISQ, или Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum (оптимизация с зашумленными квантовыми системами среднего масштаба), была запущена в мае 2020 года. В рамках программы рассматривались различные типы кубитов, включая хорошо изученные сверхпроводящие кубиты и кубиты из заряженных атомов (ионов).

«Ридберговские кубиты обладают полезной характеристикой в виде однородности по своим свойствам — это означает, что каждый кубит неотличим от следующего по своему поведению, — сказал доктор Мукунд Венгалатторе (Mukund Vengalattore), руководитель программы ONISQ Отдела оборонных наук DARPA. — Это не относится к другим платформам, таким как сверхпроводящие кубиты, где каждый кубит уникален и, следовательно, не взаимозаменяем».

Охлажденные нейтральные атомы легко выстраиваются в массивы и могут произвольно программировать квантовые цепи или алгоритмы с помощью оптического пинцета (высокоплотного лазерного пучка), который перемещает кубиты в нужные позиции перед запуском вычислений. Относительная простота и надежность работы с нейтральными атомами была доказана командой Лукина в свежей работе, где они показали безошибочную работу квантовой системы из 48 логических кубитов на системе из 280 физических кубитов.

Для создания цепи из 48 логических кубитов на сверхпроводящих кубитах потребовалось бы до 5000 физических кубитов, что сегодня представляется проблематичным даже с учетом недавнего анонса процессора IBM Condor с 1121 кубитом.

Команда Лукина обошлась более простой квантовой системой и все 48 логических кубитов, как сообщается, были запутаны, что и предопределило выбор DARPA. Правда, из анонса непонятно, какое отношение коллектив агентства имеет к проделанной учеными работе.

«Если бы кто-нибудь предсказал три года назад, когда началась программа ONISQ, что нейтральные атомы Ридберга [возбужденный атом с одним или несколькими электронами, имеющими очень высокое главное квантовое число] могут функционировать как логические кубиты, никто бы в это не поверил, — сказал доктор Гвидо Цуккарелло (Guido Zuccarello), технический консультант DARPA. — Для DARPA это возможность сделать ставку на потенциал этих менее изученных кубитов наряду с более хорошо изученными ионами и сверхпроводящими схемами. Как исследовательская программа ONISQ предоставила ученым свободу действий для изучения уникальных и новых приложений, выходящих за рамки простой оптимизации. В результате команда под руководством ученых из Гарварда смогла использовать гораздо больший потенциал этих ридберговских кубитов и превратить их в логические кубиты, что является весьма значительным открытием».

Источник: NewAtlas