Метод сокращает время, в течение которого вычисления могут быть испорчены ошибками
13 сентября 2026, 21:42Наука и космосDarth Sahara0
На сегодняшний день квантовые компьютеры сталкиваются с серьезными ограничениями из-за высокой чувствительности к ошибкам: электрические помехи, космическое излучение и перегрев могут нарушить состояние кубитов. Чем дольше осуществляется операция, тем больше времени система остается подверженной таким воздействиям. Физики из Технологического университета Чалмерса в Швеции разработали метод, который позволяет выполнять широкий спектр квантовых операций более чем в 1000 раз быстрее.
Исследователи работали с бозонными квантовыми кодами — методом хранения информации не в отдельных кубитах, а в состояниях микроволновых полей внутри сверхпроводниковых схем. Эти коды рассматриваются как один из методов квантовой коррекции ошибок, так как они обеспечивают встроенную защиту от определенных типов повреждений информации. Однако операции с этими состояниями до сих пор сложно было выполнять быстро: существующие подходы требовали тысяч повторяющихся циклов.
Команда под руководством Лея Ду (Lei Du) и Танъю Хуана (Tangyou Huang) предложила вместо поэтапного формирования квантового состояния выполнять необходимую операцию за 1 цикл. Основой метода являются квантовые решётчатые вентили (quantum lattice gates) — недавно предложенный той же группой универсальный набор операций для управления квантовыми состояниями. С применением Флоке-инженерии (Floquet engineering) — периодического внешнего воздействия, — метод позволяет осуществлять такие операции непосредственно за 1 цикл.
По оценкам авторов, новый подход способен ускорить некоторые операции более чем в 1000 раз. Это сокращает время, в течение которого квантовая информация может быть подвержена внешним помехам, что напрямую связано с проблемой надежности квантовых вычислений. Поэтому метод рассматривается авторами как шаг к созданию отказоустойчивых квантовых компьютеров, которые могут продолжать вычисления, несмотря на неизбежные ошибки.
Метод особенно применим для сверхпроводниковых квантовых компьютеров и, по словам авторов, может быть реализован на уже существующих платформах. В Чалмерсе в настоящее время разрабатывается сверхпроводниковый квантовый компьютер на 100 кубитов, и команда уже обсуждает возможность экспериментальной проверки метода.
Источники:Physical Review LettersНаука и космос0Искусственный интеллектКвантовая физикаКвантовые компьютерыКубиты47 минут назад
Источник