Ученые стабилизировали "разгулявшиеся" кубиты: это может навсегда изменить квантовые вычисления

Фізики Девід Вайнленд і Девід Оллкок із Університету Орегона разом зі своїми колегами провели експеримент на базі Національного інституту технологічних стандартів у Боулдері (Колорадо, США), в результаті якого їм вдалося значно поліпшити роботу квантових комп'ютерів, системи яких, як відомо, ненадійні й нестабільні.

Про це вчені написали в статті для журналу nature.com.

У квантових комп'ютерів є істотний недолік — через нестабільність системи часто припускаються помилок. Але ось впровадження в систему так званих логічних вентилів, що виконують фундаментальні логічні функції в ході обчислювальних процесів, могло б вирішити проблему.

"Ви можете виконати близько 100 операцій і все — марно. Фактично, квантові обчислення обмежують у розвитку саме часті помилки. Тому ми не можемо проводити тривалі розрахунки або практичне моделювання на наших машинах", — прокоментували Вайнленд і Оллкок.

Фізики спробували вирішити цю проблему, створивши логічні вентилі, здатні виконувати 10 тис. операцій без помилок. Щоб переконатися в тому, що обчислення відбуваються правильно, вони запустять систему, котра проводить перевірку результатів і сигналізує про виникнення проблем.

"Якщо нам вдасться звести кількість помилок до нуля, то квантові комп'ютери нарешті можна буде використовувати для чогось корисного. Зараз вони просто іграшки", — говорить Вайнленд.

За словами Оллкока, фізики можуть маніпулювати іонами (які виконують роль кубітів) різними методами за допомогою лазерів. Але лазери дуже складні та дорогі, що робить логічні вентилі дешевою і практичнішою альтернативою, оскільки вони створюються за допомогою інтегральних схем.

"У ході експерименту ми показали, що наш метод працює добре, — сказав Оллкок. — Більш того, з технічної точки зору, наш метод простий і відносно дешевий".

Якщо інженери та фізики зможуть створити квантові комп'ютери надійними, вони зможуть моделювати інші системи, наприклад, поведінку молекули, пропонованої для нових лікарських препаратів. Це могло б виключити необхідність синтезу нових ліків із процесу розробки ліків.

"Потенціал квантових обчислень великий — потрібно просто його розкрити", — сказав Вайнленд.

Раніше ми повідомляли про те, що дослідники перевели світло в "рідкий стан", що позитивно відбилося на роботі квантових комп'ютерів.