В США создали квантовый кубит на основе тантала и кремния

Кубит прожил миллисекунду: почему это переворот в квантовых компьютерах

Инженеры Принстонского университета сделали то, что многие считали невозможным. Они создали кубит, который хранит квантовую информацию больше миллисекунды. Звучит как мелочь? На самом деле это в 15 раз дольше, чем у стандартных промышленных процессоров. И в 3 раза лучше, чем лучшие лабораторные образцы. Как им это удалось? Секрет — в паре материалов: тантал и кремний.

Зачем кубиту эта миллисекунда?

Квантовый кубит — очень капризная штука. Любое воздействие извне разрушает его состояние. Это время жизни называется когерентностью. Чем дольше кубит "живет", тем больше операций можно выполнить. Для настоящих вычислений нужно хотя бы несколько микросекунд. Миллисекунда — это уже серьезный шаг. Она позволяет проводить тысячи операций. Время когерентности — главный тормоз квантовых компьютеров. И вот прогресс — десятикратный скачок.

Тантал вместо алюминия: в чем фокус?

Большинство сверхпроводящих кубитов сегодня делают из алюминия на сапфире. Почему? Потому что так проще. Алюминий легко наносить, сапфир — идеально гладкий. Но команда из Принстона пошла другим путем. Они взяли тантал — металл с отличными сверхпроводящими свойствами, но очень тугоплавкий. И вместо сапфира — обычный кремний. Зачем? Чтобы технология была совместима с полупроводниковым производством. Ведь заводы по изготовлению микросхем работают именно с кремниевыми пластинами. Главная проблема: тантал и кремний по-разному расширяются при нагреве. Исследователям пришлось разработать специальный процесс нанесения, чтобы не было трещин. Технически это было непросто — но они справились.

Цифры, которые кружат голову

На основе нового кубита собрали полноценный тестовый чип. Точность однокубитных операций составила 99,994%. Это почти идеально. Для сравнения: у существующих квантовых процессоров Google точность около 99,9%. Кажется, разница мизер — но на тысячах операций она накапливается. Авторы исследования утверждают: если внедрить их кубит в процессор Google, производительность вырастет в 1000 раз. Не на проценты — на порядки.

Личное наблюдение: почему это не очередная сенсация

Недавно я заметил, что громкие заявления о прорывах в квантовых технологиях часто не приводят к реальным продуктам. Но этот случай — другой. Авторы специально выбрали материалы, которые совместимы с существующими фабриками. Это не лабораторный курьез. Это — дорожная карта к масштабируемым квантовым процессорам. Конечно, от одного кубита до полноценного чипа — дистанция огромного размера. Но направление задано. И оно чертовски перспективно.

Увеличение времени когерентности — самый значительный прогресс в квантовых вычислениях за последнее десятилетие. Совместимость с кремниевым производством — второе по важности достижение.

Коротко: принстонский кубит на тантале и кремнии — это не просто рекорд. Это мост между экспериментальной физикой и промышленностью. Если масштабирование удастся, через 5–10 лет мы увидим квантовые компьютеры, способные решать реальные задачи. Пока же — снимаем шляпу перед авторами.