Учёные из Австралии разработали новую технологию коррекции ошибок, которая может значительно ускорить развитие квантовых компьютеров. По словам специалистов, их открытие устраняет одну из самых сложных задач на пути к созданию масштабируемых квантовых систем.
Квантовый «жёсткий диск» появится уже скоро
Доминик Уильямсон и Нуэдин Баспин, учёные из Наноинститута при Сиднейском университете, предложили уникальный метод защиты кубитов от внешних помех. Эта технология может сделать концепцию «квантового жёсткого диска» достижимой. Источник информации — издание LiveScience.
Учёные утверждают, что их разработка решает проблему, которая оставалась нерешённой более десяти лет. При успешной реализации данный подход позволит разрабатывать системы квантовой памяти с возможностью хранения огромных объёмов данных. Новая архитектура специально адаптирована для коррекции ошибок на двумерных поверхностях внутри трёхмерных решёток, что делает её гораздо более эффективной. Она требует меньшее количество кубитов для выполнения корректирующих операций.
«Это важный шаг в развитии масштабируемых квантовых технологий, который открывает путь к созданию компактных и эффективных систем хранения данных», — заявили авторы исследования.
Инновации уже здесь — это серверы с GPU от AdminVPS для решения самых сложных задач. Узнайте больше о серверах для ИИ.
Прорыв в технологии исправления ошибок
Коррекция ошибок в квантовых компьютерах базируется на использовании особых топологических кодов, которые позволяют организовать кубиты в решётку. Главная цель — минимизировать затраты на управление ошибками, применяя как можно меньше физических кубитов.
Современные методы способны устранять проблемы только вдоль одной линии кубитов, что ограничивает их эффективность при масштабировании. Новая архитектура австралийских учёных позволяет одновременно исправлять ошибки в двух измерениях, высвобождая ресурсы для полезных вычислений.
«Наш подход требует меньше ресурсов и позволяет справляться с большим числом ошибок, что ускоряет развитие квантовой обработки данных», — отметил Уильямсон.
Основные проблемы квантовых компьютеров
Квантовые компьютеры работают на основе кубитов — квантовых единиц информации, которые отличаются высокой чувствительностью к любым внешним факторам. Даже незначительные изменения температуры или воздействие электромагнитных волн могут привести к сбоям в системе, потере данных или возникновению ошибок.
Исправление таких ошибок по-прежнему остаётся ключевым вызовом на пути создания надёжных и доступных квантовых технологий.
Прорывы в квантовых технологиях
В 2019 году компания Google заявила, что её квантовый компьютер справился с задачей за 200 секунд, на выполнение которой у самого мощного суперкомпьютера в мире ушло бы несколько тысяч лет. К 2024 году в сфере квантовых технологий был достигнут значительный прогресс. Крупные компании, такие как IBM, Google, а также новые игроки, включая IonQ и PASQAL, активно разрабатывают квантовые процессоры, предназначенные для широкой аудитории.
Компании IBM, Rigetti Computing, IQM и Origin Quantum уже внедрили свои разработки, продав несколько квантовых компьютеров международным клиентам. Кроме того, продолжается активная работа над созданием алгоритмов, ориентированных на исправление и минимизацию ошибок в квантовых системах.
На мировой арене лидирующие позиции в области квантовых вычислений занимают такие страны, как США, Канада, Япония, Китай, Великобритания и Финляндия.
Россия в гонке квантовых технологий
Летом 2024 года российские учёные запустили первый отечественный квантовый процессор с высокой точностью на основе сверхпроводников. Устройство продемонстрировало впечатляющие результаты: точность выполнения однокубитных операций составила 99,76 %, а двухкубитных — 99,11 %.
Разработка была выполнена специалистами научно-образовательного центра «Функциональные микро/наносистемы», основанного на базе МГТУ им. Баумана и ВНИИА им. Духова. Этот успех отражает серьёзный шаг вперёд в развитии квантовых технологий в России и укрепляет её позиции в этой быстроразвивающейся отрасли.
Читайте в блоге: