Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) нашли способ контролировать миллионы кубитов одновременно: они добавили в чип кристаллическую призму. Квантовые компьютеры используют кубиты, чтобы хранить информацию и совершать примитивные вычислительные модули, которые могут хранить в себе одновременно и ноль, и единицу.

Благодаря этому квантовые компьютеры могут обрабатывать большие объемы информации во много раз быстрее обычных — даже если это суперкомпьютеры с огромными вычислительными мощностями.

Проблема контроля состояния миллионов кубитов — одно из самых больших препятствий для создания полноценных универсальных квантовых компьютеров. Мы много лет думали над решением этой проблемы и поэтому были крайне рады тому, что удалось сделать большой шаг к этой цели, –

Эндрю Дзурак, профессор Университета Нового Южного Уэльса.

Для работы с каждым кубитом нужны индивидуальные излучатели и приемники микроволнового излучения, которые считывают и меняют квантовое состояние ячеек памяти. Они занимают много места и мешают работе соседних кубитов, что ограничивает их максимальное число и плотность. Для того, чтобы обойти эту сложность, можно использовать магнитные поля и заставить кубиты взаимодействовать с ними: так, теоретически, получится управлять миллионами квантовых ячеек памяти, однако для этого необходимо научиться концентрировать это поле в отдельных регионах чипа.

Это можно сделать, если создать магнитное поле не напрямую, а при помощи специального устройства, которое ученые называют «трехмерным диэлектрическим резонатором». Это кристалл из калия, таллия и кислорода, который поглощает поступающие в него импульсы микроволнового излучения и превращает их в сфокусированные колебания магнитного поля.

С помощью него можно управлять 4 млн кубитов. Этого количества ячеек должно хватить для создания универсальной вычислительной машины, которая сама будет исправлять ошибки в работе.