Квантовый компьютер напоминает слишком горячий чайник: частицы в нём носятся как попало, и нужно их успокоить, чтобы получить полезный ответ. В новой работе физики придумали, как охлаждать цепочку из 19 квантовых спинов (маленьких магнитиков) прямо на реальном устройстве.
Они использовали приём, похожий на медленное затухание маятника: к системе подключают «трение», которое гасит лишние движения. Оказалось, что такое трение работает даже при очень больших шагах по времени — раньше считалось, что нужно двигаться совсем маленькими шажками. Главное, чтобы у системы было одно-единственное самое холодное состояние, тогда она сама к нему скатится.
Проверка на квантовом компьютере Reimei показала: даже когда в схему закрадываются ошибки, цепочка всё равно приходит к холодному состоянию. А если ошибки аккуратно измерить и вычесть, результат совпадает с идеальным расчётом. Это значит, что метод можно использовать для решения задач о материалах и молекулах.
В эксперименте было 4110 квантовых вентилей — операций, которые запутывают частицы. Это как 4110 шагов в танце, где каждый шаг должен быть точным, иначе танец развалится.
Идея «охлаждения» квантовой системы напоминает сюжет фильма «Начало», где герои постепенно погружаются в более глубокие слои сна, чтобы добраться до нужного состояния.