Ученые сделали важный шаг к созданию квантовых компьютеров на миллионе кубитов
Физики Гарвардского университета нашли способ упаковывать квантовые биты в трехмерные структуры, используя эффект Монтгомери, теоретически разработанный еще в 1967 году. Экспериментальное подтверждение эффекта Монтгомери позволяет фокусировать лазерные лучи в пустом пространстве без линз, создавая трехмерные световые ловушки для миллионов кубитов. Это работа стала развитием идей великого российского физика Владилена Летохова, который еще в 1970-е годы описал идеи лазерного охлаждения и лазерных ловушек.
В квантовом мире важна не только плотность, но и связность. В плоской структуре у каждого атома всего четыре соседа. В трехмерном «кристалле», созданном благодаря эффекту Монтгомери, количество связей резко возрастает. Это позволяет квантовым алгоритмам исправления ошибок работать на порядок быстрее. По сути, мы переходим от медленных «пробок» на плоскости к скоростным многоуровневым развязкам в объеме, где информация передается по кратчайшему пути между любыми узлами системы.
Десятилетиями камнем преткновения для квантовых компьютеров была проблема масштабирования. Современные системы на нейтральных атомах или ионах напоминают плоский лист: кубиты выстроены в цепочку или расположены в одном тонком слое. Чтобы нарастить мощность до миллиона кубитов, ученым пришлось бы создавать установки площадью с футбольное поле, которыми почти невозможно управлять.