• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Физики научили квантовый компьютер исправлять свои ошибки


Микрочип с ионной ловушкой. / © Kai Hudek/JQI / Автор: Александр Литвинов

На квантовые компьютеры возлагают большие надежды в области криптографии, моделирования, искусственного интеллекта и других задач, требующих быстрых и эффективных расчетов. Однако на данный момент частота ошибок в квантовых компонентах слишком высока для практического применения, и для создания полноценного квантового компьютера необходимо сперва разработать надежную схему квантовой коррекции ошибок.

Чтобы справиться с этой задачей, американские исследователи объединили несколько кубитов (квантовых битов) в один логический кубит, который может обнаруживать и исправлять ошибки и — что самое важное — предотвращать их дальнейшее распространение по системе. Если этого не сделать, все усилия по локальному исправлению ошибок окажутся напрасны: накопленные ошибки приведут к сбоям в критических точках системы и вызовут целый каскад последующих логических сбоев.

В своем эксперименте ученые использовали систему ионной ловушки из 32 ионов иттербия-171, охлажденных лазером и захваченных над микрочипом в вакуумной камере при комнатной температуре. Состояние каждого иона контролировали при помощи лазера, превращая его отдельный кубит.

Измерения показали, что созданный учеными логический кубит оказался более надежным, чем наиболее подверженный ошибкам этап, необходимый для его создания. Команде удалось успешно перевести логический кубит в его начальное состояние и измерить его в 99,4% случаев, хотя они полагались на шесть квантовых операций, которые по отдельности работают только в 98,9% случаев. Без схемы коррекции эти операции приводили бы к правильному результату только в 93,6% случаев (это 98,9%, взятые 6 раз).

Устойчивые к ошибкам логические кубиты могут стать основой для квантовых компьютеров, которые одновременно надежны и достаточно велики для практического использования.

Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Nature.


Source: https://oaoo.ru/nauka/fiziki-naychili-kvantovyi-komputer-ispravliat-svoi-oshibki.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Ученые объяснили необычное поведение капель воды на покрытой маслом поверхности

©Kripa Varanasi, Victor Leon, MIT / Автор: Наталья Федосеева Капля воды легко и быстро «скользит» по раскаленной поверхности...

Физики придумали, как искать корабли инопланетян с помощью детекторов гравитационных волн

Аэрофотосъемка франко-итальянского детектора гравитационных волн, расположенного в EGO (Европейская гравитационная обсерватория), которая находится в коммуне Кашина под Пизой...

Ученые узнали, какой «отпечаток» на костях оставляет удар молнии

Образец кости до, во время и после (слева направо) воздействия на него тока / ©www.sciencealert.com / Автор: Анастасия...

Кубиты идут на свист

Схематичное представление прецессии электронного спина в центре окраски. / © HZDR/Blaurock / Автор: Cloelia Andronicus В качестве кубитов...

Удачный эксперимент на новосибирском электрон-позитронном коллайдере отодвинул границу «новой физики»

Комплекс ВЭПП-4 – ВЭПП / ©ИЯФ СО РАН / Автор: Messiena Lucretius Специалисты из Института ядерной физики имени...

Парадокс чайного листа Эйнштейна привел к самопроизвольному формированию ценного материала

© Flickr / Автор: Ptolemocratia Acerronius В 1926 году Альберт Эйнштейн представил доклад для Прусской академии наук, который...

Первые наблюдения сверхтяжелого кислорода-28 поставили под сомнение теории строения атомного ядра

Riken RI Beam Factory ускоряет тяжелые изотопы в кольцевом циклотроне, с помощью сверхпроводящих магнитов / © Riken, Nishina...

Физики синтезировали новый изотоп магния

©S.M. Wang, Fudan University & Facility for Rare Isotope Beams, MSU / Автор: Дмитрий Жуков Магний — 12-й...

Новый материал позволит физикам ловить гравитационные волны ежедневно

Стекло с нанесенным покрытием из оксидов титана и германия / © Caltech / Автор: Иван Беляев С момента...

Microsoft закупила энергию от термоядерного реактора с 2028 года

Стартап разрабатывает весьма необычный типа термоядерного реактора / ©Helion Energy / Автор: Lampronia Auxilius Американский стартап Helion Energy...

Инженеры напечатали 3D-структуру прочнее «аэрокосмического» сплава

Образец нового метаматериала в руках у одного из авторов исследования / © RMIT Метаматериалы — это искусственные материалы,...

Время «жизни» бозона Хиггса наконец-то измерили почти точно

Визуализация обнаружения искомых субатомных частиц на детекторе CMS (Компактный мюонный соленоид) Большого адронного коллайдера. На модели показан результат...

Китайские физики получили рекордно мощное постоянное магнитное поле

Гибридный магнит в Хэфэе / ©SHMFF / Автор: Euclio Drusus Установка постоянного высокого магнитного поля (Steady High Magnetic...

Редкий распад бозона Хиггса может закрыть поиски новой физики

Данные коллабораций ATLAS и CMS позволили зафиксировать необычный путь распада бозона Хиггса, с образованием фотона и Z-бозона, который...

Математики определили оптимальную форму тяжелых камней для «выпекания блинчиков» на воде

©Paul Rowlett, Flickr / Автор: Татьяна Соловьёва Бросание камня в воду так, чтобы тот несколько раз отскочил от...

Физики не увидели распад ложного вакуума — вопреки тому, что написали СМИ

© Newcastle University / Автор: Lampronia Auxilius Многие российские СМИ дали новости вроде «Физики увидели распад ложного вакуума»....

Мимоза подсказала идею материала, способного к пассивному охлаждению и нагреванию

©Sten, Wikimedia Commons / Автор: Pinaria Caprarius Глобальные изменения климата усиливают многие экстремальные погодные явления. Волны жары и...

Американские физики на доли секунды создали «горящую» плазму, необходимую для термоядерного синтеза

Иллюстрация эксперимента: лучи лазера проникают в хольраум с обоих концов и нагревают мишень. / © Lawrence Livermore National...

Китайские физики добились несомненного квантового превосходства

Juizhang вблизи. / © Chao-Yang Lu/University of Science and Technology of China / Автор: Анастасия Кожевникова Квантовым превосходством...

Физики решили «проблему Фейнмана» об инвертированном разбрызгивателе. Ответ очевидный, а вот объяснение — нет

Разбрызгиватель, работающий в инвертированном режиме (вода движется к центру устройства через трубки-сопла внутрь). Хорошо видны формирующиеся внутри него...