Фізики з Оксфордського університету встановили новий світовий рекорд у сфері контролю за кубітами в квантових комп’ютерах, зменшивши кількість помилок до безпрецедентно низького рівня.
Про це розповідає ProIT
Рекордна точність і значення для квантових технологій
Вченим вдалося знизити ймовірність помилки під час квантової операції до 0,000015%, що еквівалентно одній помилці на 6,7 мільйона операцій. Це майже в десять разів кращий результат, ніж попереднє досягнення, зафіксоване тією ж командою десять років тому. Завдяки цьому прориву підвищується ефективність квантових обчислень, оскільки для практичного застосування квантових комп’ютерів потрібна обробка мільйонів операцій із багатьма кубітами, а надто висока частота помилок унеможливлює отримання достовірних результатів.
«Наскільки нам відомо, це найточніша операція з кубітом, коли-небудь зафіксована у світі. Це важливий крок на шляху створення практичних квантових комп’ютерів, які можуть вирішувати реальні проблеми», — підкреслив спіавтор дослідження, професор факультету фізики в Оксфорді Девід Лукас.
Традиційно для виправлення помилок використовують додаткові кубіти, що збільшує розмір і складність квантового комп’ютера. Завдяки суттєвому зменшенню рівня помилок нова методика дозволяє зменшити кількість допоміжних кубітів, знизити вартість і спростити архітектуру квантових пристроїв.
Впровадження інноваційної технології управління кубітами
Оксфордські дослідники застосували іонну пастку, в якій у ролі кубітів використовуються іони кальцію, що забезпечують стабільну роботу і тривалий термін служби. На відміну від більшості сучасних підходів, які базуються на лазерному управлінні, команда з Оксфорда для контролю квантового стану використовувала електронні (мікрохвильові) сигнали. Такий підхід надає більшу стабільність, є дешевшим, надійнішим і значно краще інтегрується у чипи з іонними пастками.
Важливою перевагою цієї технології стало те, що експеримент проводився за звичайної кімнатної температури і без застосування магнітного екранування, що спрощує технічні вимоги до майбутніх квантових комп’ютерів. За словами співавторки дослідження, фізики Моллі Сміт, новий метод знижує інфраструктурні витрати на виправлення помилок, відкриваючи шлях до створення компактніших, швидших і ефективніших квантових пристроїв, а також може бути корисним для інших квантових технологій, зокрема у квантових годинниках та сенсорах.
Результати цього дослідження опубліковані в журналі Physical Review Letters.