Китайская исследовательская группа успешно разработала 62-кубитный программируемый сверхпроводящий квантовый процессор, назвав его "Цзу Чунчжи" в честь известного китайского математика и астронома 5-го века. Компьютер содержит самое большое количество сверхпроводящих кубитов в мире и достиг двумерных программируемых квантовых переходов по системе, что является важной вехой в этой области.

Эксперты заявили, что исследование значительно продвигает вперёд возможность универсальных квантовых вычислений через двумерный квантовый переход.

Исследование было проведено исследовательской командой из Университета науки и техники Китая (USTC) и опубликовано в пятницу в журнале Science, одном из ведущих академических журналов мира.

Команда разработала и изготовила двумерную квадратную сверхпроводящую кубитную матрицу размером 8х8, состоящую из 62 функциональных кубитов, и использовала это устройство для демонстрации высокоточных одно-и двухчастичных квантовых переходов.

Такое устройство может достичь универсальных квантовых вычислений, а это означает, что любая вычислительная задача может быть выполнена таким образом, сказал в воскресенье Global Times Юань Ланьфэн, научный сотрудник Национальной лаборатории физических наук Хэфэя на микроуровне USTC.

Это похоже на одну или две частицы, хаотично движущиеся на шахматной доске 8х8. Такие случайные квантовые блуждания могут достичь всего, что могут сделать квантовые вычисления, что удивительно", - сказал он.

Работа стала важной вехой, приблизив будущие крупномасштабные квантовые приложения к реализации на зашумленных квантовых процессорах промежуточного масштаба, говорится в статье.

Развитие квантовых компьютеров, как одна из главных задач на переднем крае науки и техники в мире, стало центром конкуренции между странами во всем мире.

Американский технологический гигант Google анонсировал 53-кубитный программируемый сверхпроводящий процессор под названием "Sycamore".

Юань сказал, что 62-кубитный процессор "Цзу Чунчжи", по крайней мере показал, что Китай находится на том же уровне, что и его американские коллеги в области сверхпроводящих квантовых вычислений.

Пан Цзяньвэй, известный китайский квантовый физик, возглавлявший исследовательскую группу по созданию "Цзу Чунчжи", также разработал "Цзючжан", новый прототип квантового компьютера на основе света, и они продемонстрировали "квантовое преимущество", как подвиг, во второй раз в мире, после первой разработки в Google "Sycamore" в 2019 году.

В отличие от "Цзючжан" - процессора, который решает только одну задачу - поиска бозона Хиггса, новый процессор "Цзу Чунчжи" имеет потенциал, чтобы сделать "всё", хотя нельзя утверждать о применимости квантовых компьютеров для любых конкретных задач, Юань добавил, что фотонные и сверхпроводящие технологие, используемые в "Цзу Чунчжи" вполне работают.

Квантовые компьютеры обладают сверхбыстрой параллельной вычислительной мощностью и обещают экспоненциально увеличить способность классических компьютеров решать важные социальные и экономические проблемы, такие как криптография, оптимизация больших данных, проектирование материалов и испытания лекарств, с помощью специальных алгоритмов.

Сверхпроводящие квантовые вычисления относятся к числу наиболее перспективных кандидатов на масштабируемые квантовые вычисления. Основной целью является синхронное увеличение числа интегрированных кубитов и повышение производительности сверхпроводящих кубитов, чтобы достичь экспоненциального ускорения скорости обработки конкретных задач и, наконец, применить это на практике.

По словам Юаня, новый сверхпроводящий квантовый компьютер "Цзу Чунчжи" может быть применен в транспортном планировании, что позволит значительно оптимизировать транспортные потоки в городах.

Он также может быть использован в области фармацевтики, быстро выбирая наиболее перспективную комбинацию молекул лекарств из всех доступных кандидатов молекул лекарств, добавил он, отметив, что люди возлагают большие надежды на использование сверхпроводящих квантовых компьютеров в фармацевтическом секторе через пять лет.

Двумерные программируемые квантовые переходы, основанные на квантовых вычислениях, имеют потенциальные приложения в алгоритмах квантового поиска, общих квантовых вычислениях и других областях и станут важным направлением дальнейшего развития, говорится в заявлении USTC в субботу.