Оркестр, где каждый музыкант играет свою партию, а дирижёр управляет всеми сразу. В квантовом компьютере на нейтральных атомах роль дирижёра выполняет лазерный луч, который должен попадать точно в цель, не сбиваясь ни на долю секунды. Атомы при этом не стоят на месте — они дрожат в ловушке, как музыканты на скользкой сцене, и луч иногда промахивается.
Физики придумали, как сделать управление более прощающим к таким промахам. Они численно просчитали форму лазерного импульса — не просто включил и выключил, а с плавно меняющейся фазой, как у звуковой волны. Оказалось, что такой «хитрый» импульс позволяет квантовому вентилю (операции, меняющей состояние двух атомов) работать почти в десять раз стабильнее, чем раньше, даже если сила лазера слегка колеблется.
Особенно важно это для индивидуальной адресации: когда каждый атом облучают отдельным узким лучом, тепловое движение атомов и дрожание самого луча портят точность. Новый протокол снижает эти ошибки. Он работает и при однофотонном, и при двухфотонном возбуждении — то есть гибок, как дирижёр, который может управлять и камерным ансамблем, и большим оркестром.
В итоге квантовые вычисления на атомах становятся ближе к реальности: меньше ошибок — больше шансов, что такой компьютер действительно заработает и решит задачи, недоступные обычным машинам.
Частота Раби — это мера того, насколько сильно лазер «раскачивает» атом между двумя состояниями. В новом протоколе она может меняться почти в десять раз сильнее, чем раньше, а вентиль всё равно работает.
В романе Грега Игана «Карантин» квантовые компьютеры на отдельных атомах управляются лазерами, и малейшая дрожь луча рушит вычисления — там это стало сюжетным ходом.