Команда учёных из Международной академии квантов в Шэньчжэне впервые представила кремниевый квантовый чип, который способен реализовать полный набор логических операций с функцией обнаружения ошибок. Это достижение было описано в журнале Nature Nanotechnology и является важным шагом к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров. Проектская работа сочетает в себе масштабируемость, компактные размеры и мощность в одном устройстве.
В отличие от существующих платформ на основе сверхпроводящих кубитов, таких как чипы IBM, использование кремния предоставляет возможности для массового производства благодаря совместимости с существующими технологиями полупроводников.
Уникальный чип был создан с помощью высокоточного размещения атомов фосфора в кремниевой матрице. Учёные также разработали метод снижения помех, которые традиционно являются источником ошибок в квантовых системах. Объединив четыре кубита в два защищённых логических элемента, исследователи смогли автоматически исправлять ошибки, вызванные помехами.
В ходе эксперимента чип успешно вычислил низкоэнергетическое состояние молекулы воды (H2O), получив результаты, близкие к теоретическим значениям. Это подчеркивает реалистичность их подхода для практического внедрения квантовых алгоритмов.
Климат для дальнейших шагов включает снижение уровня интерференции, увеличение точности размещения атомов и наращивание числа кубитов на одном чипе. В будущем кремниевые квантовые компьютеры обещают стать доступными и экономически эффективными, что может ускорить развитие квантовых технологий в разных отраслях.