Honeywell объявила о создании квантового компьютера с рекордным квантовым объемом
Американская компания Honeywell объявила о создании квантового процессора с самым большим на сегодняшний день квантовым объемом, равным 64. Об этом сообщается на сайте Honeywell.
Квантовые компьютеры способны превзойти классические во многих задачах, таких как симуляция сложных молекул или разложение больших чисел на простые множители. Однако для решения полезных задач необходимо контролировать миллионы кубитов. Физики до сих пор в поисках подходящих физических платформ для реализации квантовых вычислений.
Корпорации Google и IBM занимаются сверхпроводящими квантовым процессорами, но есть и альтернатива — кубиты на основе холодных ионов. С такими кубитами работают компании IonQ, MIT Lincoln Lab, Oxford Ionics и Honeywell.
Для того, чтобы оценить насколько хорош квантовый компьютер, независимо от физической реализации, можно, например, использовать метрику, называемую квантовым объемом, которая была введена IBM в прошлом году. Квантовый объем равен 2n, если удалось успешно запустить n-кубитную программу с 2n операциями. Эта экспериментальная характеристика учитывает ошибки операций, количество кубитов, топологию связи и корреляцию между ошибками. Можно сказать, что объем показывает насколько сложные задачи может эффективно решать квантовый компьютер.
Ранее IBM удалось сделать сверхпроводящий процессор с квантовым объемом 32 (n=5), что было рекордом. Компания Honeywell сообщила о создании компьютера на основе холодных ионов с квантовым объемом 64 (n=6).
Компьютер компании Honeywell состоит из прозрачной вакуумной камеры, откаченной до такой степени, что концентрация частиц в ней в пять раз меньше, чем в открытом космосе. Камера охлаждена жидким гелием до 10 кельвин. Ионы в ловушке левитируют благодаря электрическим полям и управляются лазером извне для проведения контролируемых квантовых операций и считывания.
Препринта или публикация в рецензируемом журнале пока нет, но ученые из компании JPMorgan Chase уже опробовали компьютер для реализации алгоритма Гровера на двух кубитах. Компьютер показал действительно впечатляющие характеристики, реализовав алгоритм с ошибкой всего 0,002 процента.
Стоит отметить, что компания Google не вычисляла квантовый объем на процессоре Sycamore, на котором ранее удалось продемонстрировать квантовое превосходство. Возможно, что их процессор обладает таким же (или даже выше) объемом.
Больше про кубиты и квантовые компьютеры читайте в нашем материале «Квантовая азбука». А о том, когда ждать новую квантовую гонку вооружений, читайте в материале «У кого кубитов больше».
Михаил Перельштейн
Статистическая значимость наблюдения составила около семи стандартных отклонений
В эксперименте SND@LHC на Большом адронном коллайдере зарегистрировали мюонные нейтрино со статистической значимостью около семи стандартных отклонений. Это второй эксперимент на Большом адронном коллайдере, который сообщил о надежной регистрации нейтрино. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Нейтрино — элементарная частица, которая обладает крайне малой массой и слабо взаимодействует с веществом. При этом она играет важную роль в физике. До недавнего времени свойства нейтрино изучали в основном в области низких или сверхвысоких энергий, и широкий диапазон от 350 гигаэлектронвольт до 10 тераэлектронвольт оставался неизученным. Наземным источником нейтрино в этом диапазоне энергий является Большой адронный коллайдер. Однако проблема заключается в том, что большая часть рождающихся в нем нейтрино летит вдоль протонного пучка — в слепой зоне основных детекторов, расположенных на коллайдере. Кроме того, из-за малого сечения взаимодействия, нейтринные события сложно выделить на фоне громадной загрузки детекторов от взаимодействий других частиц. Мы недавно писали, что с этой задачей справился эксперимент FASER, впервые зарегистрировав 153 мюонных нейтрино со статистической значимостью 16 стандартных отклонений. Физики из эксперимента SND@LHC сообщили, что им также удалось зарегистрировать мюонные нейтрино со статистической значимостью около семи стандартных отклонений. В отличие от эксперимента FASER, который регистрирует нейтрино с псевдобыстротами более 8,5, чувствительная область SND@LHC сдвинута от основной оси ускорителя, в результате чего он покрывает диапазон псевдобыстрот от 7,2 до 8,4. В этой области одним из основных источников нейтрино являются распады очарованных адронов, вклад которых в эксперименте FASER пренебрежимо мал. Детектор состоит из мюонного вето, 830-килограммовой мишени и адронного калориметра. Основная мишень поделена на пять слоев, каждый из которых включает вольфрамовую пластину, ядерную фотоэмульсию и электронный трекер. Данные с фотоэмульсий на данный момент еще обрабатываются, поэтому ученые провели анализ данных, набранных только при помощи электронных трекеров. Физики отобрали 8 событий по их геометрическому расположению в детекторе и сигнатуре, соответствующей ожидаемой от мюонных событий. При этом ожидаемый фон составил 0,086 события. Такое превышение сигнала над фоном исключает нулевую гипотезу на уровне 6,8 стандартного отклонения. Количество нейтринных событий в эксперименте оказалось больше ожидаемых 4,2 события. Однако результаты согласуются с предсказанием на основе компьютерного моделирования в рамках полученных ошибок. Большой адронный коллайдер становится новым инструментом для изучения нейтрино в пока плохо изученной области энергий. О том, какие новые технологии используют при изучении нейтрино в области низких энергий мы беседовали с Дмитрием Акимовым, представителем коллаборации COHERENT.