Учёные из Международной академии квантов в Шэньчжэне стали первыми в мире, кому удалось создать кремниевый квантовый чип, обладающий полной функциональностью логических операций и способный обнаруживать ошибки. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology, что знаменует знаковый шаг в направлении создания устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров. Это достижение сочетает в себе эффективное масштабирование, подходящие размеры и мощность.
В отличие от существующих платформ, основанных на сверхпроводящих кубитах, таких как чипы компании IBM, кремниевые кубиты открывают дорогу к массовому производству благодаря совместимости с традиционными полупроводниковыми технологиями. Экспериментальный чип был создан путем точного размещения атомов фосфора в кремниевой матрице. Учёные также разработали инновационный метод уменьшения помех — главного источника ошибок в квантовых системах.
Четыре кубита были объединены в два защищённых логических элемента, что позволило реализовать автоматическое исправление ошибок из-за шумов и интерференции. Таким образом, впервые в кремнии была реализована полная цепочка: подготовка квантовых состояний, выполнение вычислительных операций и перенаправление алгоритмов.
В экспериментах чип успешно рассчитывал низкоэнергетическое состояние молекулы воды, получая результаты, близкие к теоретическим ожиданиям. Это подтверждает практическую применимость нового подхода для настоящих квантовых алгоритмов. Команда отмечает, что их разработки уже сформировали квантовую полупроводниковую платформу, готовую к внедрению.
Создание этого чипа открывает новые возможности для масштабирования квантовых систем и их интеграции в дата-центры и современные устройства. Следующие шаги будут направлены на снижение интерференции, улучшение точности размещения атомов и увеличение числа кубитов на одном чипе. В будущем кремниевые квантовые компьютеры могут стать доступными и экономически оправданными, что будет способствовать развитию квантовых технологий в промышленности и науке.
