Американскими учеными из Университета Дьюка установлено, что логический кубит может быть более надежным, чем его “слабое звено”. Команде удалось правильно считать информацию в 99,4% случаев. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Известно, что многие задачи, связанные с криптографией, моделированием, искусственным интеллектом, планируется решать с помощью квантовых компьютеров. Но сегодня текущая частота ошибок в квантовых компонентах слишком высока для практического применения, поэтому для создания полноценного квантового компьютера сначала требуется разработать надежную схему квантовой коррекции ошибок.
Для решения этой проблемы специалистами были объединены несколько кубитов (квантовых битов) в один логический кубит, способный обнаруживать и исправлять ошибки и не позволять им распространяться дальше по системе.
В проведенном эксперименте исследователями была использована система ионных ловушек из 32 ионов иттербия-171, охлаждаемых лазером и удерживаемых на микрочипе в вакуумной камере при комнатной температуре. Состояние каждого иона контролировалось лазером, превращая его в отдельный кубит.
Выяснилось, что созданный логический кубит является надежнее, чем самый ошибочный шаг, необходимый для его создания. Был успешно преобразован логический кубит в исходное состояние и измерен в 99,4% случаев, несмотря на то, что 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% попыток (это 98,9%, взятые 6 раз).
Ученые выразили уверенность, что устойчивые к ошибкам логические кубиты могут быть основой для надежных и практичных в использовании квантовых компьютеров.
