В США создали квантовый компьютер, который никогда не ошибается

Ученые Университета Дьюка в США создали квантовый компьютер, который никогда не ошибается. Исследования показали, что подобные машины как сумма частей могут быть надежнее, чем части, из которых они состоят. Полученные данные помогут создать более устойчивые к ошибкам устройства квантовых вычислений, чем существуют до сих пор, считают исследователи. Результаты экспериментов были опубликованы в статье журнала Nature.

В эксперименте специалисты объединили несколько кубитов. Это было сделано так, чтобы они функционировали как единое целое, то есть образовали некий логический кубит.

Для этого ученые взяли код коррекции ошибок. Он позволяет избавиться от шума, который оказывает или может оказать какое-либо влияние на вычисления. В логическом кубите один кубит содержит нужную информацию, а остальные позволяют исправлять ошибки, влияющие на точность вычислений.

Созданный специалистами логический кубит показал более надежную работу, чем тот этап, который наиболее подвержен ошибкам, но необходимый для его создания. Команде удалось успешно перевести логический кубит в его начальное состояние и измерить его. И все это несмотря на то, что они полагались на шесть квантовых операций, которые, как ожидается, по отдельности будут работать только в 98,9% случаев. Таким образом, в эксперименте несовершенные части работают вместе, чтобы свести к минимуму вероятность серьезных квантовых ошибок.

Результаты были получены благодаря тому, что использовалась система ионной ловушки. Она берет до 32 отдельных ионов, которые охлаждаются лазером и подвешиваются над электродами на чипе. Каждый ион служит кубит, над которым проводятся манипуляции с помощью лазеров. Успешно сделав отказоустойчивый логический кубит, ученые показали, что осторожный и взвешенный подход может освободить квантовые вычисления от разного рода ошибок, в том числе и неизбежных.

Ранее сообщалось, что ученые из Шанхайского университета разработали квантовый компьютер, скорость вычислений которого в десять миллиардов раз выше, чем у компьютера Google Sycamore. В ходе демонстрации работы китайского квантового компьютера, который получил название «Цзючжан», за несколько минут была решена задача по отбору проб гауссовских бозонов. Классический суперкомпьютер справился бы с этим заданием через 2,5 миллиарда лет.