Науковці розв'язали одну з ключових проблем виробництва квантових комп'ютерів

Максим Петрук

Джерело: Live Science

Розробники нарешті розв'язали одну з ключових проблем, яка заважає масштабному виробництву квантових комп'ютерів і яку не могли вирішити протягом 10 років.

Головні тези:

Нова технологія стабілізації кубітів у квантових комп'ютерних системах дозволяє створення ефективних систем квантової пам'яті.
Розроблена архітектура корекції помилок на основі тривимірної решітки кубітів дозволяє оптимізувати управління помилками та підвищити ефективність квантових комп'ютерів.
Зменшення кількості необхідних кубітів для пригнічення помилок відкриває нові можливості для розвитку масштабованих квантових комп'ютерів.
Однією з головних перешкод у створенні універсального квантового комп'ютера є необхідність ефективно контролювати помилки, але нові рішення наближають нас до цієї мети.
Досягнення у сфері стабілізації кубітів відкриває шлях до створення компактних і потужних квантових обчислювальних систем, що є важливим кроком у розвитку сучасних технологій.

У чому полягає одна з ключових проблем масштабного виробництва квантових комп’ютерів

Зазначається, що однією з ключових проблем була обробка та вирішення помилок, які дестабілізують кубіти і порушують роботу системи, призводячі до втрат інформації.

Розробники зазначають, що нова технологія стабілізації кубітів у квантовій комп’ютерній системі може створити умови для розробки високоефективних систем квантової пам'яті.

Це досягнення має вирішальне значення для розробки масштабованих квантових комп'ютерів, оскільки воно дає змогу створювати більш компактні системи квантової пам'яті. Скорочуючи накладні витрати на фізичні кубіти, результати прокладають шлях до створення більш компактного "квантового жорсткого диска" — ефективної системи квантової пам'яті, здатної надійно зберігати величезні обсяги квантової інформації, — пояснюють науковці.

Вчені розв’язали одну з головних проблем масштабного виробництва квантових комп’ютерів — Квантовий процесор Sycamore

Протягом останніх 10 років однією з ключових проблем квантових обчислень залишалось керування помилками, які порушують роботу системи.

Справа у тому, що кубіти, які складають основу квантового комп’ютера, дуже чутливі до змін температури та електромагнітних перешкод.

Навіть незначні порушення квантового стану кубіту можуть призвести до втрати інформацїі.

Вчені довгі роки працювали над способами підтримання стабільності кубітів і квантових даних.

Що не так із роботою сучасних квантових комп’ютерних систем

Зазначається, що помилки зазвичай виправляються за рахунок побудови з кубітів ґратчастої структури, дотичної топологічному "коду".

Метою розробників було скоротити кількість кубітів для більш оптимального управління помилками.

Сучасні методи тривимірної корекції помилок можуть обробляти помилки тільки вздовж однієї лінії кубітів, що обмежує кількість помилок, з якими вони можуть впоратися в міру зростання системи.

Однак науковці стверджують, що змогли вирішити цю проблему за рахунок розробки архітектури корекції помилок із використанням тривимірної решітки кубітів, яку організовує топологічний код.

На шляху розробки універсального квантового комп'ютера все ще належить подолати значні перешкоди. Одна з найбільших полягає в тому, що нам необхідно використовувати більшу частину кубітів, щоб пригнічувати помилки, які природно виникають у рамках технології, — пояснює провідний автор дослідження Домінік Вільямсон.

За його словами, квантова архітектура, запропонована вченими, потребуватиме менше кубітів для придушення більшої кількості помилок. Завдяки цьому вийде вивільнити більше ресурсів для корисної квантової обробки.