Інформація зберігається у формі мікроскопічних механічних вібрацій
Вчені ETH Zurich розробили перший в історії чип, який розділяє обчислення та зберігання інформації за принципом звичайних ПК. Такий підхід може зробити майбутні квантові системи швидшими й масштабованішими.
Про це інформує РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане у журналі Science.
Як це працює?
У більшості актуальних квантових систем функції обчислення та збереження даних виконуються фізичними компонентами. Це суттєво ускладнює масштабування обладнання.
Фахівці ETH Zurich адаптували класичну схему, де центральний процесор (CPU) опрацьовує інформацію, а оперативна пам'ять (RAM) забезпечує її тимчасове зберігання.
Переваги комбінованої системи:
Функціональний розподіл: надпровідний кубіт відповідає за швидке виконання нелінійних квантово-логічних операцій, тоді як механічні резонатори виконують функцію утримання станів.
Компактність: механічні резонатори підтримують безліч окремих вібраційних мод у значно меншому об'ємі, ніж класичні електромагнітні аналоги.
Збереження когерентності: вібраційні моди здатні утримувати квантові стани протягом тривалого часу, необхідного для виконання послідовних команд.
Чип має приблизно 7,5 мм завдовжки, 2,5 мм завширшки та 1 мм заввишки (фото: Hybrid Quantum Systems Group, ETH Zurich)
Читайте більше: NVIDIA Blackwell для науки: Львівська політехніка створює новий ШІ-центр
Експерименти та перспективи масштабування
Щоб довести практичну придатність розробленої архітектури, науковці успішно виконали на експериментальному чипі дві базові процедури: квантове перетворення Фур’є та алгоритм знаходження періоду.
Експеримент підтвердив можливість точного керування фазовими операціями та обміну даними між процесором і різними модами механічної пам'яті без втрати квантової когерентності.
За словами співавтора дослідження Ігоря Кладарича, квантове перетворення Фур’є є базовим блоком для більшості складних квантових алгоритмів, а успішне виконання алгоритму знаходження періоду наочно демонструє практичний потенціал системи.
Попри те, що представлена розробка є лише концептуальним прототипом, вона відкриває шлях до створення щільніших та ефективніших квантових обчислювальних систем.
Головним викликом для розробників залишається подальше масштабування технології - збільшення кількості керованих мод та мінімізація рівня помилок при розширенні архітектури.
Ще більше цікавого:
- Експеримент на 500 років: вчені запустили дослідження, фіналу якого не побачать
- Роботом тепер можна керувати силою думки: нову технологію вже показали
