Восемнадцать крошечных ячеек выстроились в два ряда на кусочке германия. Каждая ячейка — это квантовая точка, ловушка для одного электрона, чей спин работает как кубит. Раньше такие системы удавалось собирать лишь по несколько штук, а здесь — целая решётка, работающая как единый ансамбль.
Управлять восемнадцатью частицами одновременно — всё равно что дирижировать оркестром, где каждый музыкант играет свою партию, но слышит только дирижёра. Учёные применили модульную архитектуру: процессор собран из одинаковых блоков по два кубита, которые можно наращивать, как вагоны поезда. Это позволило одновременно инициализировать, контролировать и считывать все кубиты, добившись точности операций выше 99,8%.
В конце эксперимента авторы связали три соседних кубита в особое состояние — запутанность Гринбергера–Хорна–Цайлингера. Это как три монеты, которые всегда падают одинаково, даже если их подбрасывать в разных комнатах. Такая связь — основа для квантовых вычислений и защиты информации.
Германиевый чип с восемнадцатью кубитами — не рекорд по числу, но важный шаг к масштабируемости. Модульная схема позволяет добавлять новые ряды без потери контроля, как строительные блоки. Если точность сохранится, через несколько лет появятся процессоры на сотни кубитов, способные взломать современные шифры или смоделировать новые материалы.
Германий — близкий родственник кремния, но лучше подходит для спиновых кубитов: в нём электроны быстрее двигаются и меньше мешают друг другу.
В сериале «Разрабы» квантовый компьютер помогает решать глобальные проблемы, но создаёт новые. Наш чип — маленький шаг к такой машине.