Новый шаг в квантовую эру — ученые создали контролируемую трехкубитную систему

Основная проблема в проектировании и использовании квантовых систем — возможность контролировать и исправлять ошибки в работе, что осложнено запутанностью. Новая работа показала, что человечеству по силам осуществлять полный контроль над сложными запутанными системами.

Новый шаг в квантовую эру — ученые создали контролируемую трехкубитную систему

Продемонстрировав исправление ошибок в квантовом вычислительном устройстве на основе кремния с тремя кубитами, исследователи из RIKEN в Японии добились значительного прогресса в области крупномасштабных квантовых вычислений. Это исследование, опубликованное в журнале Nature, может помочь сделать легкодоступные квантовые компьютеры реальностью.

Квантовые компьютеры сейчас являются важной областью исследований, потому что они обещают решить задачи, которые невыполнимы для обычных компьютеров. Вместо того, чтобы использовать простые двоичные биты 1 или 0, присущие традиционным компьютерам, они используют состояния суперпозиции квантовой физики. Однако они очень чувствительны к окружающему шуму и другим трудностям, таким как декогерентность, из-за их принципиально иной конструкции и нуждаются в исправлении ошибок для выполнения точных вычислений.

Выбор систем, которые могут служить лучшими "кубитами" или базовыми единицами, необходимыми для выполнения квантовых вычислений, сегодня является серьезной проблемой. Каждая перспективная система имеет свои преимущества и недостатки. Современные популярные системы включают в себя сверхпроводящие схемы и ионы, преимущество которых состоит в том, что они демонстрируют некоторую коррекцию ошибок, что позволяет использовать их в реальных приложениях, хотя и в ограниченном масштабе.

Квантовая технология на основе кремния, которая только недавно начала разрабатываться, как известно, предлагает преимущество в том, что она использует полупроводниковую наноструктуру, сравнимую с той, которая часто используется для интеграции миллиардов транзисторов в компактный чип, и, следовательно, потенциально выигрывает от существующих технология изготовления.

Тем не менее, одна из основных проблем технологии на основе кремния заключается в том, что в ней отсутствует технология связи с ошибками. Исследователи ранее продемонстрировали контроль над двумя кубитами, но этого недостаточно для исправления ошибок, для чего требуется система с тремя кубитами.

В текущем исследовании, проведенном исследователями из RIKEN Center for Emergent Matter Science и RIKEN Center for Quantum Computing, группа достигла этого подвига, продемонстрировав полный контроль над системой из трех кубитов (одна из крупнейших систем кубитов в кремнии). таким образом, впервые был получен прототип квантовой коррекции ошибок в кремнии. Они достигли этого, внедрив квантовый вентиль типа Тоффоли с тремя кубитами.

По словам Кенты Такеды, первого автора статьи, идея реализации квантового кода исправления ошибок в квантовых точках была предложена около десяти лет назад, так что это не совсем новая концепция, а серия улучшений материалов, изготовление устройств и методы измерения позволили группе добиться успеха в этом начинании.

Читайте также

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

vivo S70 получит перископическую камеру на 64 Мп и поддержку телеконвертера

vivo S70 получит перископическую камеру на 64 Мп и поддержку телеконвертера

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой

Huawei представила Pura 90 Plus с необычным дизайном и камерой с переменной диафрагмой