США и Великобритания ускоряют программы квантовых вычислений после китайского прорыва

Ученые и законодатели в США, Великобритании и Европейском союзе наращивают усилия по продвижению квантовых вычислений на Западе после того, как ученые в Китае наблюдали то, что, по-видимому, является первыми в мире кристаллами времени при комнатной температуре.

Группа физиков, в основном из Университета Цинхуа в Китае, при участии ученых из Дании и Австрии, опубликовала 2 июля рецензируемое исследование, в котором подробно описывается создание и наблюдение за кристаллами времени при комнатной температуре.

За месяц с момента публикации статьи лаборатории квантовых исследований на Западе объявили о многочисленных инициативах по расширению существующих усилий в области квантовых вычислений и созданию новых исследовательских партнерств.

Кристаллы времени при комнатной температуре

Кристаллы времени — это уникальное состояние материи, первоначально предложенное физиком Фрэнком Вильчеком в 2012 году. Они работают аналогично другим кристаллам, таким как снежинки или алмазы, которые создаются, когда определенные молекулы образуют решетчатые связи, которые повторяются в пространстве.

Однако в кристаллах времени молекулы связаны во времени. Вместо того чтобы замыкаться в повторяющуюся кристаллическую структуру, молекулы кристалла времени мерцают взад и вперед между различными конфигурациями, как анимированный GIF в цикле.

Еще в 2021 году международная группа ученых, работающая с лабораторией квантовых вычислений Google, смоделировала кристаллы времени с помощью квантового компьютера. Этот прорыв продемонстрировал потенциал квантовых компьютеров для исследования экзотических состояний материи и заложил основу для конвергенции квантовых технологий и кристаллов времени.

Теперь, в июле 2024 года, команда Цинхуа, похоже, создала кристаллы времени при комнатной температуре. Теоретически это позволяет использовать технологию временных кристаллов в нелабораторном оборудовании и может послужить мощным ускорителем для разработки полезных квантовых компьютеров.

Квантовые вычисления

Реализация временных кристаллов комнатной температуры может решить одну из самых больших проблем в этой области: выяснить, как создавать стабильные кубиты (своего рода квантовую версию классических компьютерных битов), которые не требуют огромного количества энергии и инфраструктуры для формирования и поддержания.

Хотя это, возможно, и не связано напрямую с работой китайской команды, лаборатории и правительства по всему миру — особенно в США, Великобритании и Европе — заявили о возобновлении интереса к квантовым вычислениям с момента публикации статьи о временных кристаллах комнатной температуры.

В США новые инициативы были реализованы на национальном и государственном уровнях, а аналитический центр федерального министерства обороны DARPA и штат Иллинойс недавно согласились выделить по 140 миллионов долларов на разработку нового центра квантовых вычислений в Чикаго.

По эту сторону океана, 31 июля, правительство Великобритании объявило о планах инвестировать около 127 миллионов долларов в разработку пяти исследовательских центров квантовых вычислений под руководством Оксфордского университета.

В тот же день Массачусетский технологический институт объявил о многомиллионном партнерстве с Копенгагенским университетом для обмена исследованиями и совместной разработки решений в области квантовых вычислений.