Китай представил первую в мире оперативную память для квантового компьютера

Физики из Чжэцзянского университета первыми в мире реализовали квантовую оперативную память произвольного доступа (QRAM). Результаты по-настоящему прорывных экспериментов приведены на страницах Nature Physics.

Теоретическая архитектура QRAM была предложена еще в 2008-м, но воплотить ее в жизнь мешали объективные трудности — известно, как легко разрушаются хрупкие квантовые состояния. «Самым трудным оказались не теоретические выкладки, а вопрос, как заставить эту идеальную структуру работать на реальной двумерной решетке чипа», — признается Сян Дэбинь из центра вычислительных технологий будущего Чжэцзянского университета, один из первых авторов работы.

Испытания показали, что система обладает локальной помехоустойчивостью. Это доказывает: даже на существующем, далеком от совершенства квантовом оборудовании можно построить практичную и надежную QRAM, что говорит о широчайших перспективах.

У достижения три слагаемых успеха.

«Скоростная магистраль» для квантовых операций. В традиционных подходах к маршрутизации QRAM разложение логических элементов давало слишком длинная последовательность операций, и в данных успевали накопиться ошибки. Авторы оптимизировали маршрутизацию и сократили глубину квантовой схемы более чем на 30%. Система сигнализации для точной коррекции ошибок. При древовидном запросе в QRAM любое возмущение в любом узле приводит к искажению конечного результата, и зачастую такую ошибку почти невозможно отследить. Ученые остроумно использовали те же самые маршрутные кубиты как локальные датчики для выявления сбоев. «Туннель» квантовой телепортации. Чтобы связать кубиты на «кончиках ветвей» древовидной архитектуры с «корнями» системы, проложили «логические туннели» постоянной глубины между удаленными кубитами. Это решило проблему ограничений, налагаемых физической топологией чипа на сложные алгоритмические структуры, и позволило идеально «уложить» QRAM на двумерную сверхпроводящую подложку.

Рецензент Nature Physics назвал эту работу «важным рубежом», поскольку долгое время оставались сомнения в том, можно ли вообще реализовать QRAM масштабируемым способом. А между тем это не просто очередное лабораторное «впервые в мире».

Квантовые компьютеры смоделировали самую большую на сегодня молекулу

Физики-теоретики нашли задачу, которая в принципе не под силу квантовым компьютерам

Создан рабочий способ соединять квантовые компьютеры в одну сеть

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX