Исследователи впервые продемонстрировали прямую передачу квантовых битов между микрочипами квантовых компьютеров. Исследователи из Университета Суссекса и компании Universal Quantum провели успешную демонстрацию передачи квантовых битов (кубитов) между микрочипами с рекордной скоростью и точностью. Результаты исследования открывают возможности соединения нескольких отдельных чипов и создания мощных квантовых компьютеров с миллионами кубитов.

Для своей работы исследователи разработали технику управления ионными кубитами, которую они назвали «UQ Connect». Новый подход использует связи электрического поля, чтобы перемещать кубиты от одного модуля микрочипа квантовых вычислений к другому.

В работе, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи описали процесс создания связанных чипов. Они использовали в качестве микрочипов две линейные ловушки Пауля с поверхностными электродами. Модули спроектированы и размещены на кремниевой подложке таким образом, чтобы конфигурация электродов создавала границу раздела электрического поля между двумя ловушками.

Фотография и схема работы соединения двух квантовых микрочипов. Изображение: M. Akhtar et al., Nature Communications

В серии экспериментов исследователи показали, что спроектированная система успешно транспортировала кубиты с коэффициентом успеха 99,999993% и скоростью соединения 2424 Гц. Эти результаты являются рекордными и на порядок превосходят все предыдущие попытки. Кроме того, ученые подтвердили, что в процессе трансфера ионы сохраняют свою квантовую природу, в том числе способность кубита принимать одновременно и значения «1» и «0».

Современные квантовые компьютеры работают в масштабе нескольких сотен кубитов, пойманных в одной ловушке. Существенное масштабирование технологии невозможно без быстрой и эффективной связи между несколькими компонентами. Исследователи полагают, что предложенный метод позволит создать мощные квантовые компьютеры, работающие от миллионов кубитов.