Проект по созданию открытого квантового компьютера

Некоммерческая организация Open Quantum Design (OQD), учреждённая исследователями из Института квантовых вычислений университета Ватерлоо (Канада), разрабатывает первый открытый квантовый компьютер. Рабочий прототип открытого квантового компьютера развивается как совместный проект, аккумулирующий ресурсы, знания и опыт групп исследователей из различных университетов, некоммерческих организаций и частных компаний, специализирующихся на разработках в области квантовых вычислений.

Отмечается, что совместная работа даёт возможность ускорить достижение результата, способствует разностороннему рассмотрению путей решения проблем и позволяет принять участие в работе даже небольшим командам, не обладающим ресурсами для самостоятельных исследований в области квантовых систем. Все компоненты проекта, включая эмулятор квантового компьютера и стек для разработки приложений, распространяются на GitHub под лицензией Apache. Проектом также создан сайт с документацией.

Аппаратная реализация квантового компьютера находится на стадии сборки и тестирования. Схемы и проектные файлы, необходимые для сборки аналогичной системы, будут открыты в соответствии с принципами Open Hardware под лицензией близкой к Apache 2.0. При разработке задействованы наработки существующих открытых проектов в области квантовой физики, таких как платформа для проведения экспериментов с квантовыми системами ARTIQ (Advanced Real-Time Infrastructure for Quantum physics) и аппаратные решения от сообщества Sinara.

Для работы над проектом сформировано шесть рабочих групп, занимающихся программным стеком (компилятор для квантового компьютера, трансляторы высокоуровневых алгоритмов, утилиты для оценки производительности и верификации корректности работы), методами коррекции ошибок и снижения влияния шумов в квантовых системах, разработкой моделей для симуляции, написанием обучающих материалов, разработкой AI-технологий для оптимизации и генерации квантовых алгоритмов, созданием интерфейса для удалённого проведения экспериментов с квантовым компьютером.

В аппаратной реализации развивается система квантовых вычислений на ионных ловушках (Ion Trap), в которой атомы выступают в роли кубитов. В разрабатываемом квантовом компьютере ионы изолируются от внешней среды в вакууме при помощи электромагнитных полей и переводятся в квантовое состояние путём охлаждения до температур близких к абсолютному нулю. Состояние ионов меняется при помощи лазерных импульсов, а состояние кубита определяется по интенсивности свечения иона под воздействием лазерного луча. Развиваются прототипы на ионах иттербия (171Yb+) и бария (138Ba+), в которых планируют реализовать 30-50 и 16 кубитов.

Источник: opennet.ru