Исследователи утверждают, что квантовые компьютеры теоретически могут быть готовы к 2030 году

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) выдвинули теорию о том, что для функционирующего квантового компьютера может потребоваться значительно меньше кубитов, чем предполагалось ранее, что делает возможным развертывание первого квантового компьютера до конца этого десятилетия. 

Исследователи Caltech, работая совместно со стартапом Oratomic, связанным с институтом, заявили, что за счет снижения количества ошибок, которые «преследуют ныне существующие примитивные квантовые компьютеры», можно создать работающий квантовый компьютер с минимальным количеством кубитов — всего от 10 000 до 20 000. 

Ранее считалось, что для корректной работы квантового компьютера необходимы миллионы кубитов, отмечают в Caltech. Кубит — это базовая единица квантового компьютера, аналог бита в классических компьютерах, которая кодирует информацию в двоичном виде.

«Необходимость в меньшем количестве кубитов означает, что, теоретически, квантовые компьютеры могут стать работоспособными уже к концу десятилетия», — сообщили в Caltech. 

Перемещение атомов с помощью оптических пинцетов

Теоретическое новшество — это предлагаемая архитектура исправления ошибок, использующая «системы нейтральных атомов», где атомы могут быть физически перемещены и соединены на большие расстояния с помощью лазеров, называемых «оптическими пинцетами». 

«Мы разрабатываем новые архитектуры квантовых процессоров на нейтральных атомах, которые радикально сокращают ресурсы, необходимые для построения отказоустойчивых квантовых вычислений», — сообщил во вторник теоретик Caltech Джон Прескилл и добавил: 

«Этот прогресс делает меня оптимистом — я считаю, что широкое внедрение квантовых вычислений скоро станет реальностью». 

Мануэль Эндрес, профессор физики в Caltech, который недавно создал крупнейший массив кубитов в истории, отметил: 

«В отличие от других платформ квантовых вычислений, кубиты на нейтральных атомах могут напрямую соединяться на больших расстояниях. Оптические пинцеты позволяют переместить один атом на противоположный край массива и напрямую спутать его с другим атомом».

Технология позволяет кодировать каждый логический кубит всего пятью физическими кубитами вместо примерно тысячи, требуемых традиционными методами, отмечают в Caltech.

«Это действительно удивительно, насколько хорошо это работает. Мы называем это сверхэффективной коррекцией ошибок», — говорит Эндрес. 

Схема и процедура формирования логической архитектуры квантовых вычислений. Источник: Caltech

Квантовые рубежи ближе, чем кажутся

Компания Oratomic заявила, что будет тесно сотрудничать с Advanced Quantum Computing Mission при Caltech, продолжая исследования в области обработки квантовой информации и с целью построить первый в мире универсальный отказоустойчивый квантовый компьютер.

Исследование было опубликовано всего через день после того, как Google выпустила статью, в которой утверждается, что квантовые компьютеры потенциально могут взломать криптографию Bitcoin за девять минут, при этом требуя значительно меньше вычислительных мощностей, чем считалось раньше.  

Одновременно Google на этой неделе призвала разработчиков в сфере криптовалют переходить на постквантовую криптографию (PQC) уже сейчас, а не ждать появления реальных угроз.

На прошлой неделе интернет-гигант установил срок своей миграции на PQC до 2029 года, предупредив, что «квантовые рубежи» могут быть ближе, чем кажутся.