Почему создание квантового компьютера с тысячами или миллионами кубитов остается сложной задачей?

Создание квантового компьютера с тысячами или миллионами кубитов остаётся сложной задачей по нескольким причинам:

• Проблема масштабирования. 1 Добавление каждого нового кубита экспоненциально усложняет систему контроля и считывания. 1 Ошибки накапливаются, взаимное влияние кубитов друг на друга растёт, а точность управления падает. 1
• Квантовые ошибки. 1 Даже мельчайшее отклонение вектора состояния кубита может привести к лавинообразному росту ошибок. 1 Для борьбы с этим разрабатываются сложнейшие алгоритмы квантовой коррекции ошибок, но они требуют дополнительных физических кубитов для создания одного логического (защищённого от ошибок) кубита. 1
• Энергопотребление и охлаждение. 1 Большинство современных квантовых процессоров работают при температурах, близких к абсолютному нулю. 1 Поддержание таких температур требует колоссальных энергетических затрат. 1
• Проблема интерконнекта — соединения между кубитами. 1 Для эффективной работы квантового алгоритма кубиты должны взаимодействовать друг с другом. 1
• Неоднородность кубитов. 2 Разные кубиты имеют немного разные свойства. 2 Эта неоднородность требует адаптации аналогового уровня квантового процессора к конкретным кубитам, которые он контролирует. 2

Для решения этих проблем необходимы не только инженерные прорывы, но и новые теоретические подходы к квантовым вычислениям. 1