В Китай създадоха първия в света силициев квантов процесор с вградена корекция на грешки

Китайски учени от Международната академия по квантови технологии в Шънджън (Shenzhen International Quantum Academy) за първи път в света създадоха силициев квантов чип, способен да изпълнява пълен набор логически операции с откриване на грешки. Те съобщават това в списание Nature Nanotechnology, като отбелязват важна стъпка към създаването на квантови компютри, устойчиви на грешки — напредък към мащабиране, компактни размери и по-ниска консумация на енергия, събрани в едно.

За разлика от предишни платформи, базирани на свръхпроводящи кубити, например при семейството квантови чипове на компанията IBM, при които подобни операции вече са реалност, технологията за производство на кубити на силициева основа отваря път към масово производство благодарение на съвместимостта със съществуващото производство на полупроводници.

Експерименталният чип е произведен чрез прецизно разполагане на атоми на фосфор в силициева матрица с атомна точност. Учените разработват и метод за намаляване на смущенията - основния източник на грешки в квантовите системи. Те обединяват четири кубита в два защитени логически елемента, което позволява автоматичното откриване на грешки, причинени от шум или интерференция. Така за първи път в силиций се реализира цялата верига: подготовка на квантови състояния с корекция на грешки, изпълнение на основни изчислителни операции и реализиране на зададен алгоритъм.

В хода на експеримента чипът успешно изчислява нискоенергийното състояние на водна молекула (H₂O), като получава резултат, близък до теоретичния. Това доказва практическата приложимост на подхода за реализиране на реални квантови алгоритми. Екипът подчертава, че благодарение на техните усилия квантовата полупроводникова платформа вече е оформена и може да започне внедряване.

Разработката отваря перспективи за мащабиране на квантовите системи и тяхната интеграция в съществуващи центрове за данни и устройства. Следващите стъпки включват по-нататъшно намаляване на интерференцията, повишаване на точността при разполагане на атомите и увеличаване на броя кубити на един чип. В дългосрочен план силициевите квантови компютри могат да станат достъпни и икономически ефективни, което ще ускори развитието на квантовите технологии в индустрията и науката.