• Cercetătorii de la Fujitsu și QuTech folosesc qubiți de spin de diamant.
• Procesorul Diamond spin qubit atinge o rată record de eroare de 0,001%.
• Computerele cuantice au o putere de calcul mult superioară celei a computerelor clasice.

QuTech și Fujitsu au reușit o nouă performanță în calculul cuantic: o rată de eroare de doar 0,001%. Aceasta a fost posibilă prin utilizarea unor diamante cu o configurație atomică specială și grile proiectate complex. Este un pas important spre reducerea erorilor în calculatoarele cuantice, scrie Phys.

Computerele cuantice au o putere de calcul mult superioară celei a computerelor clasice. Pentru a face acest lucru, ele se bazează pe secvențe de operații elementare numite porți cuantice. Una dintre principalele provocări pentru dezvoltarea computerelor cuantice este îmbunătățirea fidelității porților cuantice. Cu alte cuvinte, pentru o funcționare fiabilă, aceste porți trebuie să fie extrem de precise. Pentru a realiza acest lucru, rata de eroare pentru fiecare operațiune ar trebui să fie în mod ideal mai mică de 0,1%.

Studiile au arătat că qubiții bazați pe rotiri de diamant sunt promițătri pentru dezvoltarea de porți cuantice de înaltă precizie, însă dezvoltarea unui set de porți cuantice cu rate de eroare suficient de scăzute folosind rotiri de diamant este o provocare semnificativă.

Pentru a depăși aceste provocări, cercetătorii de la Fujitsu și QuTech au dezvoltat o tehnică pentru a controla porțile cuantice bazate pe qubiți de spin de diamant cu o precizie record . Studiul, realizat în colaborare cu Universitatea de Tehnologie Delft (Olanda), demonstrează prima poartă logică care atinge o rată de eroare mai mică de 0,1%. Rezultatele sunt detaliate în Physical Review Journals.

Cum s-a desfășurat studiul?

Pentru a-și dezvolta procesorul cuantic, cercetătorii din noul studiu au selectat diamante extrem de pure, cu o concentrație foarte scăzută de izotopi de carbon-13 , care sunt principala sursă de decoerență cuantică.

Următorul pas a fost dezvoltarea unei tehnici care să le caracterizeze în mod fiabil și să le optimizeze parametrii. Pentru a-și testa dispozitivul, cercetătorii au rulat un algoritm cu o secvență lungă de porți. După 800 de operații, rezultatul a putut fi prezis cu precizie datorită analizei detaliate a fiecărei porți . Fiecare poartă de doi qubiți a funcționat cu o rată de eroare mai mică de 0,1%, unele atingând chiar o rată de eroare de până la 0,001%.

Când vori fi disponibile aceste calculatoare?

În timp ce porțile cuantice de înaltă precizie sunt esențiale pentru calculul cuantic, va fi încă nevoie de multă muncă înainte ca puterea de calcul la scară largă să poată fi atinsă. „ Una dintre principalele provocări este menținerea și îmbunătățirea calității porții atunci când se trece la optică și electronică integrată la scară de cip și scalarea la un număr mult mai mare de qubiți ”, spune Tim Taminiau de la QuTech și Universitatea Delft, care a condus studiul.

„Următorul pas major va necesita colaborarea dintre oameni de știință, ingineri și industriași”, conchide Taminiau.

Citește și

• Mașinile Google Street View vor porni de la 1 aprilie pentru a actualiza imaginile a peste 25.000 km de drumuri din România
• Marcel Ciolacu și Ilie Bolojan au recunoscut că țara noastră este într-o situație periculoasă. România nu a luat nicio decizie pentru întărirea parteneriatului strategic cu SUA
• Regele Charles al III-lea a fost văzut în public pentru prima dată de când a fost în spital pentru efectele secundare ale tratamentului