Китайцы сообщили о создании первого в мире кремниевого квантового процессора со встроенной коррекцией ошибок

Китайские учёные из Международной академии квантов в Шэньчжэне (Shenzhen International Quantum Academy) первыми в мире создали кремниевый квантовый чип, способный выполнять полный набор логических операций с обнаружением ошибок. Об этом они сообщили в журнале Nature Nanotechnology, что знаменует собой важный шаг к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров — это прогресс в масштабировании, приемлемые габариты и мощность в одном флаконе.

В отличие от предыдущих платформ на основе сверхпроводящих кубитов, например, в случае семейства квантовых чипов компании IBM, на которых такие операции уже стали реальностью, технология изготовления кубитов на кремниевой основе открывает путь к массовому производству благодаря совместимости с существующим полупроводниковым производством.

Опытный чип был изготовлен путём точного размещения атомов фосфора в кремниевой матрице с атомарной точностью. Также учёные разработали метод снижения помех — основного источника ошибок в квантовых системах. Они объединили четыре кубита в два защищённых логических элемента, что позволило автоматически фиксировать ошибки, вызванные шумом или интерференцией. Таким образом, впервые в кремнии была реализована вся цепочка: подготовка квантовых состояний с коррекцией ошибок, выполнение основных вычислительных операций и обеспечение работы заданного алгоритма.

В процессе эксперимента чип успешно рассчитал низкоэнергетическое состояние молекулы воды (H₂O), получив результат, близкий к теоретическому. Это доказало практическую применимость подхода для реализации реальных квантовых алгоритмов. Команда подчёркивает, что их усилиями квантовая полупроводниковая платформа уже оформилась и её можно начать внедрять.

Разработка открывает перспективы для масштабирования квантовых систем и их интеграции в существующие дата-центры и устройства. Следующие шаги включают усилия по дальнейшему снижению интерференции, повышению точности размещения атомов и увеличению числа кубитов на одном чипе. В долгосрочной перспективе кремниевые квантовые компьютеры могут стать доступными и экономически эффективными, что ускорит развитие квантовых технологий в промышленности и науке.