Логический кубит стал устойчив к шумам
Физикам удалось показать, что квантовые коды коррекции ошибок работают не только в теории, но и на практике. Ученые реализовали один из уже разработанных методов коррекции и на его основе собрали устойчивую к шуму и ошибкам квантовую систему. Авторский протокол позволил отслеживать ошибки на каждом этапе работы схемы, а их суммарный вклад оказался не больше одного процента. Работа опубликована в журнале Nature.
Все существующие и планируемые квантовые вычислители или компьютеры очень чувствительны к шуму. Небольшое изменение внешних условий может приводить к возникновению ошибок и сбою в системе. Избежать внешнего воздействия практически невозможно (очень сложно и нецелесообразно), поэтому одной из ключевых задач разработки квантовых вычислителей оказывается задача коррекции ошибок. И, если решение технических сложностей в создании работоспособного устройства в большей степени ложится на плечи экспериментаторов, то создание и оптимизация кодов для коррекции ошибок — работа, скорее, теоретическая.
Одной из главных проблем коррекции ошибок оказалась потребность в дополнительных кубитах — кодирование одного логического (несущего информацию) кубита требуется несколько физических, реально существующих в системе. Вспомогательные кубиты позволяют следить за кубитом, который кодирует нужную информацию, не измеряя его. За десятки лет физики придумали и смоделировали разные протоколы, позволяющие подавлять ошибки в квантовых системах с использованием меньшего числа дополнительных кубитов. А ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке под руководством Кристофера Монро (Christopher Monroe) смогли применить на практике один из современных протоколов коррекции ошибок на ионном квантовом вычислителе. Авторы создали систему, которая в автоматическом режиме отслеживает возникающие ошибки и исправляет их на всех этапах работы