Ученые ускорили операции в квантовых компьютерах в тысячу раз
Исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции разработали новый метод, позволяющий выполнять разнообразные сложные операции в квантовых компьютерах более чем в тысячу раз быстрее. Результаты их работы опубликованы в журнале Physical Review Letters. Этот подход может способствовать созданию более устойчивых к сбоям квантовых систем. Данную информацию сообщает портал Science XXI.
Квантовые вычисления подвержены нарушениям из-за внешних факторов, таких как электрические помехи, космическое излучение и перегрев. Кубиты очень чувствительны, и даже незначительное воздействие может изменить их состояние, что ведет к потере информации. Чем дольше операция, тем выше вероятность возникновения ошибок.
Для защиты данных ученые применяют бозонные квантовые коды. В отличие от традиционного подхода, где информация хранится в отдельных кубитах, этот метод размещает ее в микроволновых полях внутри сверхпроводящих цепей, что обеспечивает дополнительную защиту от некоторых типов ошибок.
Ранее для создания необходимых квантовых состояний требовалось множество повторяющихся циклов управления. Специалисты из Чалмерса предложили выполнять широкий спектр операций за один цикл. По словам ведущего автора исследования Лея Ду, это не только ускоряет вычисления, но и снижает риск повреждения информации из-за внешних помех.
Метод основывается на квантовых решеточных вентилях — универсальном наборе операций, разработанном той же исследовательской группой. Они позволяют заменить длинную последовательность управляющих действий более краткой процедурой. Ученые сравнили этот подход с использованием заранее собранных модулей вместо поэтапного строительства сложной конструкции.
Технология ориентирована в первую очередь на сверхпроводящие квантовые компьютеры и может быть реализована на уже существующих платформах. В Чалмерсе уже обсуждаются возможные эксперименты, включая разработку квантового компьютера с 100 кубитами. Исследование было подготовлено учеными Технологического университета Чалмерса и Тяньцзиньского университета.
