Новый чип от Google смог исправить ошибку квантовых компьютеров
Квантовые компьютеры обещают революцию в вычислительных технологиях, но их практическое использование сталкивается с серьезным препятствием: ошибками. Однако недавние достижения команды Google Quantum AI, опубликованные в журнале Nature, могут стать ключом к преодолению этой проблемы.
Фото: mos.ru by Евгений Самарин, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/
Производство микрочипов
Почему квантовые ошибки так важны?
Квантовые компьютеры имеют потенциал многократно превзойти классические в решении определенных задач. Но главная сложность — нестабильность квантовых систем, которые быстро теряют информацию из-за ошибок. Чтобы сделать эти технологии полезными, необходимо внедрить системы коррекции ошибок, способные подавлять их ниже критического уровня.
Квантовая коррекция ошибок работает за счет распределения информации по нескольким кубитам (квантовым аналогам битов). Это позволяет обнаруживать и устранять ошибки без повреждения вычислений. Однако сама коррекция требует огромного числа дополнительных кубитов, что создает риск появления новых ошибок.
Прорыв от Google: "Willow" и поверхность кода
Исследователи под руководством Хартмута Невена представили новый квантовый процессор Willow. Этот сверхпроводящий чип доказал способность подавлять ошибки ниже критического уровня, используя метод коррекции под названием "поверхностный код".
Устройство было протестировано в реальном времени на протяжении миллионов циклов, в течение которых оно успешно декодировало ошибки и сохраняло стабильность работы. Исследование включало тестирование на двух процессорах: 72-кубитном и 105-кубитном. Каждое увеличение расстояния кода (с 3 до 5, затем до 7) приводило к сокращению логической ошибки вдвое, что подтверждает возможность экспоненциального снижения числа ошибок.
Что это значит для будущего?
Если такие результаты будут масштабированы, квантовые компьютеры смогут достичь требований для работы в большом масштабе. Это открывает путь к созданию устойчивых систем, способных запускать сложные квантовые алгоритмы.
Уточнения
[ɡuːɡl],
/ˈgü-gəl/, по-русски: «Гугл») — транснациональная корпорация из США в составе холдинга Alphabet, инвестирующая в интернет-поиск, облачные вычисления и рекламные технологии.
Ква́нтовый компью́тер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики (квантовая суперпозиция, квантовая запутанность) для передачи и обработки данных.