Сделан важный шаг к созданию квантовых компьютеров

Американским ученым удалось продвинуться в исправлении ошибок, которые влияют на квантовые вычисления. Квантовые компьютеры могли бы значительно превзойти обычные компьютеры по своей мощности, однако их разработка продвигается крайне медленно.

Специалисты из исследовательского центра IBM продемонстрировали новый метод корректирования ошибок в квантовом методе вычислений. Детали разработки опубликованы в журнале Nature Communications.

В классических компьютерах базовой единицей вычислений являются байты, которые записываются в виде строки из нулей и единиц. В квантовой системе их эквивалентом являются кубиты, которые могут быть и единицами и нулями одновременно. Теоретически именно это свойство кубитов дает квантовым компьютерам более мощную вычислительную силу.

Однако на квантовые системы могут влиять высокие температуры, электромагнитное излучение и дефекты в материалах. Трудности, связанные с контролем и устранением таких ошибок являются серьезными препятствиями на пути создания квантовых компьютеров.

Масштабирование

В IBM научились распознавать и измерять два основных типа квантовых ошибок, которые будут возникать во всех настоящих квантовых компьютерах. Одна из них связана с пропуском отдельных кубитов, а другая — с пропуском целых вычислительных фаз.

До сих пор ученые могли определять или один, или другой тип ошибки, но не оба одновременно, объясняет соавтор исследования Джей Гамбетта.

Команда ученых показала свой вариант протокола защиты от ошибок: квадратная решетка из четырех сверхпроводящих кубитов на чипе размером чуть больше 6 мм.

В IBM уверяют, что квадратная форма масштабируется легче, чем линейные массивы, которые использовались другими исследователями.

По словам профессора Алана Вудварда из Университета Суррея, разработка ученых — это большой шаг вперед, однако о «революции» говорить пока рано.

"Все знают, что исправление ошибок крайне важно для квантовых вычислений, поскольку ошибки возникают из-за того, как устроены сами кубиты. Но это не первая попытка решить эту проблему", — сказал Вудвард.

Например, всего месяц назад свой вариант коррекции ошибок представила группа американских физиков.

По словам эксперта, «темной лошадкой» остаются топологические квантовые вычисления, которые более устойчивы к ошибкам. Этот метод при поддержке Microsoft разрабатывает группа ученых из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.