Физики из Оксфордского университета установили новый мировой рекорд в сфере контроля за кубитами в квантовых компьютерах, снизив количество ошибок до беспрецедентно низкого уровня.
Об этом сообщает ProIT
Рекордная точность и значение для квантовых технологий
Ученым удалось снизить вероятность ошибки во время квантовой операции до 0,000015%, что эквивалентно одной ошибке на 6,7 миллиона операций. Это почти в десять раз лучший результат, чем предыдущее достижение, зафиксированное той же командой десять лет назад. Благодаря этому прорыву повышается эффективность квантовых вычислений, поскольку для практического применения квантовых компьютеров требуется обработка миллионов операций с множеством кубитов, а слишком высокая частота ошибок делает невозможным получение достоверных результатов.
«Насколько нам известно, это самая точная операция с кубитом, когда-либо зафиксированная в мире. Это важный шаг на пути создания практических квантовых компьютеров, которые могут решать реальные проблемы», — подчеркнул соавтор исследования, профессор факультета физики в Оксфорде Дэвид Лукас.
Традиционно для исправления ошибок используют дополнительные кубиты, что увеличивает размер и сложность квантового компьютера. Благодаря значительному снижению уровня ошибок новая методика позволяет уменьшить количество вспомогательных кубитов, снизить стоимость и упростить архитектуру квантовых устройств.
Внедрение инновационной технологии управления кубитами
Оксфордские исследователи применили ионную ловушку, в которой в качестве кубитов используются ионы кальция, обеспечивающие стабильную работу и длительный срок службы. В отличие от большинства современных подходов, основанных на лазерном управлении, команда из Оксфорда для контроля квантового состояния использовала электронные (микроволновые) сигналы. Такой подход обеспечивает большую стабильность, является более дешевым, надежным и значительно лучше интегрируется в чипы с ионными ловушками.
Важным преимуществом этой технологии стало то, что эксперимент проводился при обычной комнатной температуре и без применения магнитного экранирования, что упрощает технические требования к будущим квантовым компьютерам. По словам соавтора исследования, физика Молли Смит, новый метод снижает инфраструктурные затраты на исправление ошибок, открывая путь к созданию более компактных, быстрых и эффективных квантовых устройств, а также может быть полезным для других квантовых технологий, в частности в квантовых часах и сенсорах.
Результаты этого исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.