Фундаментальная проблема квантовых компьютеров на нейтральных атомах заключалась в хрупкости их работы. Кубиты, удерживаемые лазерными «пинцетами», иногда выскальзывают из ловушки, что приводит к полному сбою всего вычислительного процесса.
Решение, подробно описанное в научном журнале Physical Review X, основано на новой архитектуре с четкими функциональными зонами. Компьютер разделен на регистр для хранения кубитов, зону взаимодействия для вычислений и зону измерения для проверки ошибок. Ключевую роль играют зона хранения с запасными атомами и зона загрузки для их пополнения.
Главная инновация — способность системы в реальном времени обнаруживать потерю атома, брать замену из резерва и мгновенно подготавливать его к работе, возвращая в основное энергетическое состояние. Компьютер также научился «перерабатывать» вспомогательные атомы после проверок, используя их повторно.
На практике это выглядит как бесперебойная работа: в ходе эксперимента, где система 41 раз подряд выполняла самопроверяющийся код, она каждый раз автоматически восполняла потери, не прерывая обработку данных. Без этого механизма запас атомов был бы исчерпан уже через несколько циклов.
По словам авторов работы, эксперимент продемонстрировал возможность повторной инициализации атомов прямо в середине вычислительной схемы. Это открывает путь к неограниченному выполнению квантовых алгоритмов на платформе, где кубиты изначально имеют ограниченное время жизни.
Хотя технология требует доработки, преодоление барьера недолговечности кубитов — критический шаг к созданию масштабируемых квантовых компьютеров, способных работать сколь угодно долго без вмешательства человека.
Ранее Наука Mail рассказывала о новом технологическом достижении российского квантового компьютера.
