Китайские учёные из Shenzhen International Quantum Academy создали кремниевый квантовый процессор, который умеет не только считать, но и обнаруживать ошибки прямо в процессе вычислений. Раньше такое удавалось только на сверхпроводниковых схемах — кремний до этого момента оставался позади.
Квантовые компьютеры чрезвычайно чувствительны к помехам: любой шум из окружающей среды может исказить результат. Решение — упаковывать информацию в так называемые логические кубиты, которые способны обнаруживать сбои. Именно это и реализовала команда.
Процессор построен на атомах фосфора, внедрённых в кремний с атомарной точностью. Четыре физических кубита кодируют два логических — этого достаточно, чтобы система замечала нежелательный шум и не давала ему влиять на результат.
Чтобы проверить работу, исследователи запустили на процессоре алгоритм расчёта минимальной энергии молекулы воды. Результат почти совпал с теоретическим значением — это первый реальный алгоритм, запущенный на кремниевом процессоре с логическими кубитами.
Почему кремний важен? Его уже умеют производить в промышленных масштабах. Если квантовые компьютеры удастся строить на той же производственной базе, что и обычные чипы, масштабирование станет принципиально проще. Сверхпроводниковые системы требуют охлаждения до температур, близких к абсолютному нулю, и специализированного оборудования — у кремния здесь свои преимущества.
Следующие шаги команды: точнее размещать атомы, снижать помехи и наращивать число кубитов на одном чипе. Статья опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
