Квантовые жесткие диски станут реальностью: ученые решили проблему 10-летней давности
Ученые длительное время не могли приблизиться к воплощению концепции "квантового жесткого диска" в реальность из-за проблемы, с которой они боролись около 10 лет. Теперь им удалось решить ее, пишет Live Science.
По словам ученых, решение проблемы включало разработку нового типа системы коррекции ошибок для стабилизации кубитов от помех. Благодаря этому удалось преодолеть главное препятствие на пути к созданию практических квантовых компьютеров.
В новом исследовании, которое было опубликовано 4 ноября в журнале Nature Communications утверждается, что при успешном масштабировании эта технология может проложить путь к созданию высокоэффективных систем квантовой памяти.
"Это достижение имеет решающее значение для разработки масштабируемых квантовых компьютеров, поскольку оно позволяет создавать более компактные системы квантовой памяти. Сокращая накладные расходы на физические кубиты, результаты прокладывают путь к созданию более компактного "квантового жесткого диска" - эффективной системы квантовой памяти, способной надежно хранить огромные объемы квантовой информации", - сказано в заявлении исследователей.
Одной из главных проблем квантовых вычислений около 10 лет оставалось управление ошибками, которые нарушают вычисления. В издании объяснили, что квантовые компьютеры полагаются на кубиты, которые невероятно чувствительны к изменениям температуры и электромагнитным помехам. Даже незначительные нарушения тонкого квантового состояния кубита могут привести к потере данных.
Ученые долгие годы работали над способами поддержания стабильности кубитов и квантовых данных.
Исправление ошибок в квантовых системах обычно достигается путем организации кубитов в решетчатую структуру, которая следует топологическому "коду". Цель состоит в том, чтобы сократить количество физических кубитов для управления ошибками по мере их возникновения, рассказали исследователи.
Современные методы трехмерной коррекции ошибок могут обрабатывать ошибки только вдоль одной линии кубитов, что ограничивает количество ошибок, с которыми они могут справиться по мере роста системы. По словам ученых, им удалось преодолеть эту проблему, разработав архитектуру коррекции ошибок, которая использует трехмерную решетку кубитов, организованную топологическим кодом.
"На пути разработки универсального квантового компьютера все еще предстоит преодолеть значительные препятствия. Одно из самых больших заключается в том, что нам необходимо использовать большую часть кубитов, чтобы подавлять ошибки, которые естественным образом возникают в рамках технологии", - заявил ведущий автор исследования Доминик Уильямсон.
Он поделился, что новая квантовая архитектура, предложенная учеными, потребует меньше кубитов для подавления большего количества ошибок. Благодаря этому получится высвободить больше ресурсов для полезной квантовой обработки.
| Комментарии (0) |