Науковці з Центру квантових обчислень (AWS) Каліфорнійського технологічного інституту представили нове ефективне рішення для покращення квантових обчислень, яке базується на використанні так званих «котячих кубітів». Цей новий чип, відомий як Ocelot, має потенціал суттєво зменшити кількість помилок, які виникають під час обчислень через зовнішні перешкоди, такі як шум.
Про це розповідає ProIT
Традиційні квантові системи потребують великої кількості додаткових кубітів для виправлення помилок, проте «котячі кубіти» можуть зменшити їхню кількість на 90%. Це відкриття має важливе значення для подальшого розвитку квантових комп’ютерів, які обіцяють здійснити революцію у медицина, матеріалознавстві, криптографії та фундаментальній фізиці.
Проблеми квантових комп’ютерів та їх вирішення
Попри величезний потенціал, квантові комп’ютери залишаються вразливими до помилок і чутливими до зовнішніх впливів, таких як вібрації та тепловий вплив. Дослідники з AWS розробили нову архітектуру чипа, що використовує «котячі кубіти», які вперше були представлені ще у 2001 році і з того часу зазнали значного вдосконалення.
«Щоб квантові комп’ютери були успішними, нам потрібно, щоб частота помилок була приблизно в мільярд разів меншою, ніж зараз. Натомість ми розробляємо нову архітектуру чіпа, яка може допомогти нам досягти цього швидше», — пояснює професор Каліфорнійського технологічного інституту Оскар Пейнтер.
У класичних комп’ютерах використовуються резервні біти для захисту даних від помилок, але квантові комп’ютери стикаються з унікальними викликами, такими як обертання бітів і обертання фаз. Для ефективної роботи квантових систем розроблено багато стратегій обробки цих помилок, але вони зазвичай потребують значної кількості додаткових кубітів.
Переваги нових кубітів
Нова стратегія, що базується на «котячих кубітах», використовує надпровідні ланцюги, створені з мікрохвильових осциляторів, які забезпечують високу стабільність. Це дозволяє знизити вразливість кубітів до помилок обертання бітів.
«Ви можете уявити собі два стани коливання, подібно до дитини на гойдалках, яка гойдається з високою амплітудою, але гойдається або вліво, або вправо», — зазначає Оскар Пейнтер.
Ці нові кубіти здатні приймати два великі стани одночасно, подібно до кота з експерименту Ервіна Шредінгера. Для покращення точності розроблено код повторення, здатний виявляти помилки фаз. Окрім «котячих кубітів», чип Ocelot також має допоміжні кубіти для виявлення помилок.
Дослідження, присвячене цим технологіям, було опубліковане у журналі Nature.
