Революційний новий підхід до вирішення помилок може “швидше забезпечити корисні квантові обчислення”
Квантові комп’ютери мають потенціал перевершити навіть найпотужніші суперкомп’ютери, використовуючи закони квантової механіки для своїх обчислень. Кубіти (квантові біти), які виконують ці операції, перебувають у квантових станах, чутливих до впливу навколишнього середовища, що може призвести до помилок. З цієї причини виправлення помилок є важливим напрямком у цій галузі. Одна з компаній представила новий сміливий підхід до того, як це можна зробити.
Досить поширеним підходом до виправлення помилок є оточення вашого обчислювального кубіта великою кількістю кубітів, які можуть переконатися, що він функціонує правильно. Ця кількість може варіюватися від 1,000 до 10,000 кубітів, які працюють над виправленням однієї помилки. Це вважається підходом “грубої сили” до проблеми, але зрозуміло, що він вимагає багато кубітів для невеликих обчислень.
Кілька моделей намагалися вирішити цю проблему, зменшивши кількість кубітів до принаймні порівнянної кількості. Академічні дослідження шукали способи працювати над корекцією безпосередньо на одному кубіті, з деякими проривами в тому, як довго кубіт працює, перш ніж піддасться “шуму” – змінам температури, магнітним полям та широкому спектру інших факторів.
Підхід до корекції на основі одного кубіта також оголосив стартап Nord Quantique. Канадська компанія оголосила, що може робити це без додаткових кубітів, і стала першою в галузі, яка це зробила. Їхній метод зменшує помилки на 14 відсотків на одному кубіті сам по собі.
Їх квантова система використовує порожнину з надчистого і надпровідного алюмінію. Мікрохвильові фотони вводяться в порожнину і поміщаються в певні квантові стани для проведення обчислень. Команда вважає, що вони можуть побудувати квантовий комп’ютер зі 100 логічними кубітами і кількома фізичними, які допоможуть зменшити інші типи помилок. Використовуючи фотони як бозонні кубіти, вони зможуть досягти швидших швидкостей, до 1 000 разів швидших, ніж інші архітектури квантових обчислень.
“Наша модель включає надлишковість у кожен логічний кубіт, що значно зменшує кількість фізичних кубітів, необхідних для виправлення помилок після масштабування. Це дає нам змогу розробляти високоефективні та масштабовані квантові комп’ютери без потреби у величезній кількості фізичних кубітів для виправлення помилок, а також потенційно досягти відмовостійкості за коротший час”, – сказав Жюльєн Каміран Лемер, президент і технічний директор Nord Quantique.
Шлях до повністю масштабованих безпомилкових квантових комп’ютерів далеко не простий, тому дослідження різних методів є ключем до пошуку виграшних архітектур, які могли б просунути технологію вперед.
