Дослідники з Google Quantum AI в статті, опублікованій 22 лютого в журналі Nature, кажуть, що досягли важливої віхи в усуненні помилок у квантових обчисленнях, просто збільшивши кількість кубітів.
Основні одиниці інформації у звичайних комп’ютерах називаються «бітами» і зберігаються у вигляді послідовності одиниць та нулів. У системі квантового комп’ютера ці одиниці відомі як кубіти, які можуть бути як одиницями, так і нулями одночасно. Теоретично, це надає квантовим машинам набагато більшу обчислювальну потужність, ніж у звичайних комп’ютерах. Тобто квантові комп’ютери зможуть швидко виконувати задач, на які у нинішніх, навіть самих потужних машинах, пішли б роки.
Однак просування до комерційно життєздатних квантових машин було повільним. Це пов’язано з тим, що здатність передавати інформацію у квантових комп’ютерах є крихкою, а перешкоди навколишнього середовища, такі як температура та дефекти матеріалів, можуть призвести до помилок. Усунення таких помилок — одне з основних завдань у використанні можливостей квантових обчислень.
Використовуючи квантовий чип Google Sycamore, вчені у дослідженні вивчили логічні кубіти двох різних розмірів, один із яких складається з 17 кубітів, а інший – з 49. Після поступового поліпшення продуктивності кубітів вчені підрахували кількість помилок, які все ще з’являлись у кожному з них. Дослідники виявили, що більший логічний кубіт мав нижчу частоту помилок — близько 2,9% на раунд виправлення помилок, тоді як менший мав частоту близько 3%.
«Замість того, щоб працювати з фізичними кубітами на нашому квантовому процесорі один за одним, ми розглядаємо їхню групу як один логічний кубіт. Вперше наші дослідники продемонстрували, що можна зменшити кількість помилок, збільшивши кількість кубітів. Наш прорив є значним зрушенням у тому, як ми працюємо з квантовими комп’ютерами», — написав Сундар Пічаї, генеральний директор Google та Alphabet.
Нове досягнення не означає, що дослідники готові створити квантовий комп’ютер із повним виправленням помилок, «проте воно демонструє, що це дійсно можливо, що виправлення помилок у принципі працює», — сказав на брифінгу фізик Джуліан Келлі з Google Quantum AI.
Джерело: Sciencenews