Ученые в 4 раза увеличили допустимый порог ошибок квантового компьютера

Вычислительные блоки квантовых компьютеров — кубиты — очень нестабильны и подвержены ошибкам, что мешает развитию вычислительных машин нового типа. Недавно австралийские ученые обнаружили, что модификация «поверхностных кодов», а проще говоря — взлом квантовой кодировки, позволяет в несколько раз улучшить систему коррекции квантовых ошибок, пишет Science Daily.

Ученые из IBM, Google, Microsoft и университетов по всему миру стремятся создать готовый к практическому применению квантовый компьютер, но нестабильность кубитов — большая технологическая проблема. На кубиты влияет окружающая среда, которая вызывает помехи и потерю вычислительными блоками своих свойств. Именно поэтому разработчики включились в квантовую гонку, наращивая число кубитов с целью создать полноценный квантовый компьютер, на работу которого ошибки влиять не будут. Но рост числа кубитов пока не привел к желаемому результату.

Разрешение проблемы нестабильности кубитов имеет жизненно важное значение для успешного развития квантовых технологий. Ученые из Университета Сиднея — Дэвид Такет, Стивен Бартлет и Стивен Фламиа — нашли способ в несколько раз улучшить систему исправления квантовых ошибок. «Это достигается путем адаптации нашего квантового декодера к свойствам помех, влияющих на кубиты», — говорит Фламиа. «В этом смысле мы взламываем общепринятое кодирование для исправления ошибок», — поясняет профессор Бартлет. На практике необходимо не исправлять ошибки кубитов, которые вытекают из самой их природы, а создавать такую архитектуру квантового компьютера, которая позволит ему эффективно работать при любом количестве ошибок.

В теории архитектура квантовых компьютеров может допускать лишь 1% ошибок, чтобы производить более-менее полезные вычисления. В реальном мире такой компьютер может работать максимум при 10,9% ошибок. Предполагая идеальное оборудование, работа сиднейских ученых обеспечивает допустимый порог ошибок в 43,7% — четырехкратное улучшение по сравнению с нынешним уровнем теоретической модели архитектуры квантового вычислительного устройства.