Французские учёные предлагают разделить квантовый компьютер на процессор и блок памяти, как у классических компьютеров.
Кубит — квантовый эквивалент бита, самая маленькая единица квантовой информации, используемая для выполнения квантовых вычислений. Большинство современных квантовых компьютеров состоят из ряда кубитов на плоском чипе, которые непосредственно выполняют вычисления. Классические же компьютеры устроены иначе: память и процессор занимаются разными задачами — хранением и обработкой информации соответственно.
Два учёных из Института теоретической физики Университета Париж-Сакле изучили эффективность квантового компьютера с традиционной структурой. В своей работе физики проанализировали квантовое вычислительное устройство, состоящее из двумерной сетки и блока квантовой памяти.
Для оценки эффективности новой системы исследователи проверили её способность находить простые множители у очень больших полупростых чисел. RSA-числамиС квантовой памятью квантовый компьютер может разложить 2048-битное целое RSA-число за 177 дней, затратив 13 436 кубитов. В обычной двухмерной архитектуре потребуется около 20 миллионов кубитов, но время обработки составит около восьми часов.
Авторы статьи считают использование квантовой памяти более перспективным, так как увеличение числа кубитов затрудняет реализацию квантового компьютера. Исследователи полагают, что создание надежного устройства квантовой памяти — задача непростая, но размещение миллионов кубитов в криостате еще сложнее.
В ходе исследования ученые обратили внимание и на проблему исправления ошибок при хранении кубитов. Выяснилось, что ежесекундные проверки увеличивают время работы алгоритма приблизительно на 23%, однако повышают его устойчивость к погрешностям.
Внедрить разработанную структуру физики намерены с помощью волновой связи между вычислителем, собранным из сверхпроводящих кубитов, и мультиплексированной памятью на основе принципа фотонного эхаВ твердых телах, обогащенных ионами редоземных металлов.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.