Британские физики продемонстрировали рекордно быстрый и точный перенос ионов иттербия с одного чипа на другой. Это необходимо для будущего масштабирования ионных квантовых процессоров. Ученые добились частоты переноса, равной 2424 герцам, с вероятностью потерять ион не более 7 × 10⁻⁸. Они также не увидели сколь либо значимого влияния переноса на квантовую когерентность иона.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

Устройство квантового компьютера хорошо понятно физикам на концептуальном уровне. Его практическая реализация — это долгосрочная цель, к которой ведут несколько разных путей. Фактически, мы имеем дело с гонкой за квантовое первенство, которая происходит не только в плоскости разных компаний, но и разных физических платформ: сверхпроводниковых, ионных, квантовоточечных и так далее. Подробнее о квантовой гонке читайте в интервью с Русланом Юнусовым У кого кубитов больше.

Разные реализации кубитов имеют различные преимущества. Так, ионные кубиты отличаются часовым временем когерентности, что существенно больше, чем у конкурирующих платформ. Однако здесь, как и в других сценариях, остро стоит проблема масштабирования квантового вычислителя. Для ее решения ученые предлагают использовать модульный подход, разбивая процессор на подпроцессоры с зарядовой связью (quantum charge-coupled device, QCCD).

Чтобы такой подход работал, физикам надо научиться передавать квантовую информацию между отдельными QCCD. Это можно делать, кодируя ее в состояния фотонов. К сожалению, внедрение ионно-оптического интерфейса существенно замедляет вычисления. Другой способ основан на транспорте самих ионов. Именно ему посвящено исследование Марьям Ахтар (Mariam Akhtar) из Сассекского университета и ее британских коллег.