Квантовый компьютер на базе модифицированной решетки алмаза способен работать при комнатной температуре

Австралийский исследовательский центр Pawsey совместно немецко-австралийским стартапом Quantum Brilliance провели испытания квантового компьютера, который может работать при комнатной температуре. Квантовый «ускоритель», так называют его разработчики, использует синтетические алмазы с модифицированной на атомном уровне кристаллической решеткой, являющейся основой вычислительных элементов — кубитов.

Физическая основа метода состоит в том, что внутрь алмазной решетки имплантируются атомы азота, которые замещают атомы углерода и образуют так называемые NV-центры (nitrogen-vacancy center). Иначе говоря создается искусственное несовершенство алмазной структуры, которым можно манипулировать, т.е. использовать в качестве кубита. Далее с помощью световых и микроволновых сигналов образовавшийся “дефект” может быть переведен в режим вращения вверх, вниз или в суперпозицию этих состояний для управления состоянием кубита.

Для получения “центров азотных вакансий” применяется бомбардировка синтетического алмаза атомами азота. Но проблема заключается в том, что несмотря на большое количество выстрелов только один или два из них приводят к созданию кубита на нужном уровне. Плюс ко всему эти центры еще не так просто найти. Основная задача заключалась в том, чтобы масштабировать процесс и вывести его за пределы нескольких кубитов.

Команда Diamond Brilliance пошла дальше, она имплантирует азотную вакансию, потом выращивает новые алмазы, затем имплантируют другую азотную вакансию и так далее. У разработчиков есть планы по созданию системы из 50 кубитов.

Уже работающая установка представляет собой первую интеграцию систем квантовых вычислений и будет использоваться для демонстрации и тестирования гибридных моделей квантовых и классических вычислений путем объединения квантового ускорителя с Setonix, новым ультрасовременным компьютером Pawsey HPE Cray.

Исследователи заявляют, что их видение состоит в том, чтобы перевести квантовые технологии с мейнфреймов в массовый рынок — десктопы, автомобили, мобильные телефоны и любые другие применения, где только это нужно.

Мы уже писали о том, что квантовые компьютеры, использующие криогенные технологии для охлаждения компонентов почти до абсолютного нуля не придут в ЦОДы и обычные серверные из-за громоздкой и сложной инфраструктуры. Однако новый подход возможно позволит перенести квантовые вычисления не только в дата-центры, но и на любое персональное устройство.

Видео по теме.

В статье использовались данные разработчиков Quantum Brilliance и Pawsey Computing Centre, а также информационных порталов: Data Center Dynamics, ITWare, Cosmos Magazine, EE Times

Материал подготовлен дата-центром ITSOFT