Исследователи ускорили квантовые операции более чем в 1000 раз
В Швеции специалисты Технологического университета Чалмерса разработали метод, который ускоряет сложные квантовые операции в тысячу раз. Разработка снимает одно из серьёзных препятствий на пути к отказоустойчивым квантовым вычислениям. Об этом сообщает RuTab.net.
В будущем квантовые машины могут изменить разработку лекарств, энергетику, криптографию, искусственный интеллект и логистику. Но для этого им нужна гораздо большая надёжность. Информация в таких системах крайне хрупка: электрические помехи, радиация из космоса и перегрев вносят ошибки. Чем дольше длится операция, тем больше ошибок успевает накопиться.
Одна из перспективных стратегий защиты — бозонные квантовые коды. В них информация хранится не в отдельных кубитах, а в микроволновых полях сверхпроводящих схем. Это даёт лучшую защиту от некоторых типов ошибок. Однако управлять такими кодами сложно: традиционно систему приходилось прогонять через тысячи повторных циклов управления. Каждый цикл — новая возможность для помех.
Танъю Хуан и Лэй Ду из Чалмерса предложили иной подход. Вместо сборки состояния по фрагментам их метод выполняет операции за один цикл управления, а не за тысячи циклов. По словам Лэй Ду, это делает операции быстрее и эффективнее, снижая риск, что информация испортится до завершения. Новый подход опирается на квантовые решёточные вентили — универсальный набор, разработанный той же командой. Танъю Хуан сравнивает их со сборкой замка из Lego: вместо кирпичика за кирпичиком можно соединять готовые модули.
Для сверхпроводящих квантовых компьютеров этот метод подходит особенно хорошо. Чалмерс использует эту технологию при разработке 100-кубитного компьютера. По словам Хуан, метод можно реализовать на существующих платформах сверхпроводящих схем; уже обсуждаются экспериментальные демонстрации. Статья вышла в Physical Review Letters. Авторы — Линчжэнь Го, Лэй Ду и Танъю Хуан, представляющие Чалмерс и Тяньцзиньский университет в Китае. Работу поддержали китайский Национальный фонд естественных наук, Центр квантовых технологий Валленберга и Фонд Кнута и Алисы Валленберг.
