Твердотельный квантовый компьютер заработал при температуре выше кельвина
Две группы исследователей независимо продемонстрировали кубиты на основе кремниевых квантовых точек, работающие при температуре выше одного кельвина. Одна из групп также реализовала универсальную квантовую логику на своем двухкубитном процессоре. При таких температурах твердотельные квантовые вычисления становятся простыми и, главное, дешевыми. Обе работы опубликованы в журнале Nature: 1, 2.
Квантовые компьютеры способны превзойти свои классические аналоги во многих задачах, от симуляций сложных молекул до разложения больших чисел на простые множители. Однако для решения полезных задач необходимо контролировать миллионы кубитов, что может оказаться серьезной инженерной проблемой. Многообещающие сверхпроводники и квантовые точки работают при температуре десятки милликельвин, а каждый кубит управляется отдельной линией. При увеличении числа кубитов растет и сложность контролирующей системы, которая, в свою очередь, нагревает процессор и разрушает когерентность квантовой системы. К сожалению, современные охлаждающие устройства, криостаты растворения, не способны справится с таким количеством тепла: на температурах порядка милликельвинов охладительная способность криостатов очень низкая.
Одно из возможных решений кроется в увеличении рабочей температуры кубитов до нескольких кельвинов, что позволит использовать чистый гелий, который намного дешевле смеси, используемой в криостатах растворения. Более того, чистый гелий обладает намного более высокой охладительной мощностью.