Сделан важный шаг к созданию квантовых компьютеров

Специалисты из исследовательского центра IBM продемонстрировали новый метод корректировки 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.

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

До сих пор ученые могли определять либо один, либо другой тип ошибки, но не оба одновременно. Команда ученых показала свой вариант протокола защиты от ошибок: квадратная решетка из четырех сверхпроводящих кубитов на чипе размером не более 6 мм. В IBM утверждают, 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, 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.