Российские ученые собрали и испытали первый в нашей стране восьмикубитный квантовый процессор из сверхпроводников.
В ходе экспериментов он показал точность вычислений выше 95%.

Разработка всё более мощных чипов приближает специалистов к созданию квантового компьютера, возможности которого будут намного превосходить современные электронные вычислительные машины.

По словам экспертов, несмотря на то, что полученный результат намного скромнее, чем у мировых лидеров, работающих с десятками и сотнями кубитов, его можно считать большим успехом, который открывает возможности для дальнейшего развития технологии.

Принцип работы квантового процессора в общих чертах
Квантовые процессоры работают на основе принципов квантовой механики, которая описывает поведение частиц на очень малых масштабах, таких как атомы и элементарные частицы.

Основной единицей информации в квантовых процессорах является кубит — аналог классического бита. В то время как классический бит может принимать значения 0 или 1, кубит может находиться в состоянии, называемом “суперпозицией”, где он равен как 0, так и 1 одновременно.

Как работают квантовые процессоры. Объяснили простыми словами 1
Наглядное представление кубита. Источник: https://mtdata.ru/
Квантовые процессоры используют такие явления, как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность, чтобы обработать и хранить информацию эффективнее, чем классические процессоры.

Однако у квантовых процессоров есть особенности, которые нужно учитывать при разработке и использовании. Например, они подвержены феномену, называемому квантовым декогеренцированием, которое может приводить к потере информации.

Исходя из этого определения, нам предстоит разобраться в таких понятиях, как:

Кубит.
Квантовая суперпозиция.
Квантовая запутанность.
Квантовое декогеренцирование.
Что такое кубит
Кубит (от англ. quantum bit) — это основная единица информации в квантовых процессорах и квантовых вычислениях.

Кубит — это система, которая может быть представлена квантовой точкой, атомом, молекулой, сверхпроводником, частицой света. Если в обычном компьютере значение бита — 0 или 1 — определяется отсутствием или наличием электричества, то в квантовом компьютере всё зависит от поведения частиц.

Главное отличие кубита от обычного бита в том, что значение первого может быть одновременно и 0, и 1. Это одновременное существование двух полярных значений и есть суперпозиция.

Если представить, что частицей была бы Земля, то Северный полюс мог бы быть нулём, а Южный полюс — единицей. Использование полярности здесь — это условность, которая помогает нам использовать кубиты для вычислений.

UPD: в комментариях к статье пользователь Дэн Кондратьев справедливо отметил, что кубит — это двухуровневая квантовая система, где эти два уровня обычно являются состояниями одной частицы (например, фотона, электрона или атома).

Например, если использовать в качестве квантовой системы электрон, то кубитом может быть:

спин электрона;
его присутствие/отсутствие.
Если использовать в качестве квантовой системы переход Джозефсона (Josephson junction), то кубитом может являться:

направление тока;
энергетический уровень.
Кубит — это двухуровневые состояния какой-либо системы, и абсолютно необязательно, чтобы система была одной частицей. Далее в статье описываются квантовые эффекты на примере одной частицы, потому что так легче представить квантовую систему