Команда китайських учених побудувала найбільший у світі квантовий симулятор, створений на принципі іонної пастки, і продемонструвала стабільне утримання та охолодження двомірного кристала, що складається з 512 іонів. Прорив був досягнутий командою відомого квантового фізика Дуань Луміна, який повернувся на батьківщину в 2018 році, після 15 років навчання і роботи в США.
Професор Університету Цинхуа Дуань Лумін, як і команди багатьох дослідницьких центрів і хайтек-компаній світу, розробляють квантовий комп’ютер на захоплених іонах. Цей підхід передбачає, що квантова інформація кодується в стабільні електронні стани іонів. Керувати станами можна за допомогою лазерів.
Основною проблемою квантових комп’ютерів залишається їхня масштабованість, і технологія захоплених іонів вважається однією з найбільш перспективних для створення універсальних квантових обчислювальних машин. Раніше вчені вже демонстрували квантові моделі, кількість кубітів яких сягала 61 в одновимірному кристалі. Іонні кристали – тверді тіла, що складаються з тривимірних решіток іонів, пов’язаних електростатичною напругою.
Команда професора Дуаня – перша у світі – побудувала в квантовому симуляторі двовимірний кристал із 512 іонів і домоглася за допомогою кріогенної монолітної іонної пастки стабільного захоплення й охолодження за допомогою кріогенної монолітної іонної пастки. Це найбільший квантовий симулятор або обчислення, виконане на сьогодні в системі захоплених у пастки іонів.
До того ж, команда успішно провела вимірювання квантового стану з роздільною здатністю в один кубіт у безпрецедентному обсязі 300 іонів.
Прорив китайських учених має велике значення для майбутнього квантових обчислень, пише China Daily, відкриваючи шлях до створення ще потужніших обчислювальних машин. Крім того, розробку можна застосовувати в матеріалознавстві, фармацевтиці, ШІ та інших галузях.