Созданные на основе принципиально разных технологий квантовые компьютеры впервые протестировали на производительность в одинаковых условиях. Один из них оказался более надежным в вычислениях, другой — существенно быстрее. Статья с описанием экспериментов опубликована в репозитории препринтов arXiv.org.

Квантовые компьютеры, существенно отличающиеся от обычных, могут произвести революцию во многих областях деятельности — от криптографии до научных расчетов. Основной особенностью является манипулирование не битами информации, которые могут принимать только значения «0» и «1», а кубитами, которые также могут находится в состоянии суперпозиции обоих значений.

«В течение долгого времени эти устройства были настолько незрелыми, что возможности сравнить два пятикубитовых компьютера не было, — говорит не участвовавший в обсуждаемой работе физик Симон Бенджамин из Оксфордского университета. — Появление такого сравнения является признаком взросления технологии».

Один из участвовавших в соревновании компьютеров основан на пяти ионах иттербия, пойманных в электромагнитную ловушку и управляемых лазерами. Он стоит в лаборатории Криса Монро в Мэрилендском университете в Колледж-Парке. Другой принадлежит IBM и основан на маленьких сверхпроводниковых контурах, подверженных эффекту Джозефсона, которыми можно манипулировать при помощи микроволнового излучения. В первом состояниям кубита отвечает нахождение электрона на одном из двух энергетических уровнях или на обоих одновременно. Во втором — протекание тока одной из двух интенсивностей или с обоими одновременно.

Для проверки работоспособности, команда Монро запустила серию стандартных тестов. Ионный компьютер получал правильные ответы чаще во всех ситуациях. В одной конкретной разница была особо значимой: 77.1% у ионного против 35.1% у сверхпроводящего. Разница является результатом различий в соединении кубитов. У ионного каждый кубит соединен с каждым, а у сверхпроводящего один центральный соединяет четыре других. Однако двухкубитовые вычисления на сверхпроводящем компьютере занимали от 250 до 450 наносекунд, что примерно в тысячу раз быстрее соответствующего времени ионного.