Учёные из Центра квантовых вычислений (AWS) Калифорнийского технологического института представили новое эффективное решение для улучшения квантовых вычислений, основанное на использовании так называемых «котиковых кубитов». Этот новый чип, известный как Ocelot, имеет потенциал существенно снизить количество ошибок, возникающих во время вычислений из-за внешних помех, таких как шум.
Об этом сообщает ProIT
Традиционные квантовые системы требуют большого количества дополнительных кубитов для исправления ошибок, однако «котиковые кубиты» могут сократить их количество на 90%. Это открытие имеет важное значение для дальнейшего развития квантовых компьютеров, которые обещают произвести революцию в медицине, материаловедении, криптографии и фундаментальной физике.
Проблемы квантовых компьютеров и их решения
Несмотря на огромный потенциал, квантовые компьютеры остаются уязвимыми к ошибкам и чувствительными к внешним воздействиям, таким как вибрации и тепловое влияние. Исследователи из AWS разработали новую архитектуру чипа, использующую «котиковые кубиты», которые впервые были представлены ещё в 2001 году и с тех пор претерпели значительное усовершенствование.
«Чтобы квантовые компьютеры были успешными, нам нужно, чтобы частота ошибок была примерно в миллиард раз ниже, чем сейчас. Вместо этого мы разрабатываем новую архитектуру чипа, которая может помочь нам достичь этого быстрее», — объясняет профессор Калифорнийского технологического института Оскар Пейнтер.
В классических компьютерах используются резервные биты для защиты данных от ошибок, но квантовые компьютеры сталкиваются с уникальными вызовами, такими как вращение битов и вращение фаз. Для эффективной работы квантовых систем разработано множество стратегий обработки этих ошибок, но они обычно требуют значительного количества дополнительных кубитов.
Преимущества новых кубитов
Новая стратегия, основанная на «котиковых кубитах», использует сверхпроводящие цепи, созданные из микроволновых осцилляторов, которые обеспечивают высокую стабильность. Это позволяет снизить уязвимость кубитов к ошибкам вращения битов.
«Вы можете представить себе два состояния колебания, подобно ребенку на качелях, который качается с высокой амплитудой, но качается либо влево, либо вправо», — отмечает Оскар Пейнтер.
Эти новые кубиты способны принимать два больших состояния одновременно, подобно коту из эксперимента Эрвина Шредингера. Для повышения точности разработан код повторения, способный выявлять ошибки фаз. Кроме «котиковых кубитов», чип Ocelot также имеет вспомогательные кубиты для обнаружения ошибок.
Исследование, посвященное этим технологиям, было опубликовано в журнале Nature.