Главная проблема при создании больших квантовых компьютеров — это соединение множества вычислительных элементов между собой и с внешним управляющим оборудованием. Требуются тысячи дорогих кабелей, каждый из которых стоит около тысячи евро. Финские физики предложили способ избавиться от них.

 Изображение: Хейкка Валья / Университет Аалто

Финляндия планирует построить квантовый компьютер с тысячей логических вычислительных элементов к 2035 году. На практике для этого потребуются сотни тысяч физических элементов. Их придется связывать миллионами микроволновых кабелей. По сегодняшним ценам это обойдется в огромную сумму — только на кабели потребуется на сотни миллионов евро. Кроме того, такая сеть создает помехи, которые мешают точной работе системы.

Ученые из Университета Аалто (Aalto University) пошли другим путем. Они создали микроскопический тепловой двигатель внутри сверхпроводящей цепи и запустили его при температуре, близкой к абсолютному нулю. Устройство работает по тому же принципу, что и обычные тепловые двигатели в автомобилях, но в квантовом масштабе. Двигатель преобразует ничтожное количество тепла от квантового холодильника в полезную работу.

Эксперимент со светом двухвековой давности упростил создание структур для компьютеров нового типа

Главное преимущество такого подхода — автономность. Разработанный двигатель может выполнять операции с вычислительными элементами без внешних управляющих импульсов, которые обычно передаются по кабелям. Если эту технологию удастся развить, квантовые компьютеры станут проще в сборке и значительно дешевле.