Квантовый скачок в температурном режиме

Исследователи из нескольких университетов Европы и США продемонстрировали экспериментальный квантовый чип, основанный на новой архитектуре кубитов, который демонстрирует стабильную работу при температурах около 20–25 °C. Обычные сверхпроводящие квантовые процессоры требуют охлаждения до десятых долей кельвина, что делает их дорогими и сложными в эксплуатации. Новый подход использует комбинацию топологических материалов и специальной схемы управления, позволяющей подавлять декогеренцию при комнатной температуре.

Источник новости: Nature.

Как это работает

В основе чипа лежат кубиты на базе топологических изоляторов, которые защищены от локальных шумов за счет их краевых состояний. Ученые разработали многослойную структуру, в которой кубиты изолированы от тепловых флуктуаций подложки и окружающей среды, а управление осуществляется с помощью микроволновых импульсов и лазерных пучков. В серии тестов прототип показал время когерентности, сопоставимое с лучшими образцами, работающими при криогенных температурах, но без необходимости сложных систем охлаждения.

Потенциальные последствия для индустрии

Если технологию удастся масштабировать, это откроет путь к созданию относительно компактных квантовых модулей, которые можно будет интегрировать в обычные дата-центры и даже в отдельные серверы. Эксперты отмечают, что это может ускорить применение квантовых вычислений в задачах оптимизации, моделирования материалов и криптографии, где сейчас квантовые системы используются лишь в ограниченных лабораторных условиях. Однако авторы подчеркивают, что прототип пока далек от коммерческого продукта и требует дальнейшей доработки и проверки на более крупных массивах кубитов.

Реакция научного сообщества

Независимые физики, опрошенные изданием, называют результат «важным шагом в сторону практического квантового компьютера», но предупреждают, что переход от лабораторного образца к промышленному решению займет годы. Тем не менее, открытие уже привлекло внимание крупных технологических компаний, которые рассматривают возможность сотрудничества с исследовательской группой для дальнейшего развития архитектуры.