Квантовый компьютер на нейтральных атомах похож на город, где курьеры — лазерные пинцеты — физически переносят посылки между адресами. Пока один курьер тащит атом через весь чип, остальные простаивают. Это медленно и порождает ошибки.
Новая архитектура заменяет курьеров общей радиоволной. В центре города появляется «радиостанция» — микроволновая полость, которая автоматически поддерживает в себе особое состояние, похожее на кота Шрёдингера (состояние «кошачьего автобуса»). Когда станция вещает, все нужные атомы «слышат» её одновременно и мгновенно связываются друг с другом. Больше не нужно никого никуда возить.
Такая схема радикально ускоряет самый важный процесс — поиск и исправление ошибок. Для массива из 100 000 атомов цикл проверки на ошибки сокращается в 180 раз по сравнению с системами, где атомы переставляют. Даже при более высоком уровне шума компьютер остаётся работоспособным: порог допустимых ошибок вырастает с 0,55% до 0,72% в стандартной модели, а с учётом реальных характеристик полости — до 0,80%. Требуемые параметры микроволновой системы уже достижимы в современных лабораториях.
Радиостанция-кот не только ускоряет вычисления, но и делает архитектуру проще и надёжнее. Город-компьютер перестаёт зависеть от расторопности курьеров и начинает жить в едином ритме, который задаёт общий сигнал.
Кота Шрёдингера придумали в 1935 году как шутку над странностями квантовой механики. Сегодня его «потомки» в виде кошачьих состояний всерьёз помогают строить квантовые компьютеры.
Идея общего «голоса», мгновенно связующего множество объектов, напоминает «ансибль» Орсона Скотта Карда — устройство для мгновенной связи сквозь любые расстояния, только в масштабе одного чипа.