Науковці з Центру квантових обчислень (AWS) Каліфорнійського технологічного інституту презентували інноваційне рішення для вдосконалення квантових обчислень, яке ґрунтується на використанні так званих «котячих кубітів». Цей новий чип, відомий як Ocelot, має потенціал значно знизити кількість помилок, що виникають під час обчислень внаслідок зовнішніх впливів, таких як шум.
Про це розповідає News IO
Вплив нових кубітів на точність обчислень
Традиційні квантові системи вимагають значної кількості додаткових кубітів для корекції помилок, тоді як «котячі кубіти» можуть зменшити їхню потребу до 90%. Це відкриття є важливим кроком для розвитку квантових комп’ютерів, які обіцяють переворот у галузях медицини, матеріалознавства, криптографії та фундаментальної фізики.
Хоча квантові комп’ютери мають великий потенціал, вони все ще залишаються вразливими до помилок і чутливими до зовнішніх впливів, таких як вібрації та температурні зміни. Дослідники з AWS розробили нову архітектуру чипа, яка використовує «котячі кубіти», вперше представлені ще у 2001 році, але з тих пір значно удосконалені.
«Щоб квантові комп’ютери були успішними, нам потрібно, щоб частота помилок була приблизно в мільярд разів меншою, ніж зараз. Натомість ми розробляємо нову архітектуру чіпа, яка може допомогти нам досягти цього швидше», — пояснює професор Каліфорнійського технологічного інституту Оскар Пейнтер.
Переваги нової архітектури
У класичних комп’ютерах для захисту даних від помилок використовують резервні біти, але квантові комп’ютери стикаються з унікальними викликами, такими як обертання бітів і обертання фаз. Для ефективної роботи квантових систем розроблено безліч стратегій обробки цих помилок, але вони зазвичай потребують значної кількості додаткових кубітів.
Нова стратегія, що базується на «котячих кубитах», використовує надпровідні ланцюги, виготовлені з мікрохвильових осциляторів, що забезпечує високу стабільність. Це дозволяє зменшити вразливість кубітів до помилок обертання бітів.
«Ви можете уявити собі два стани коливання, подібно до дитини на гойдалках, яка гойдається з високою амплітудою, але гойдається або вліво, або вправо», — зазначає Оскар Пейнтер.
Ці нові кубіти здатні реалізовувати два великих стани одночасно, як у досліді Ервіна Шредінгера. Для покращення точності розроблено код повторення, що виявляє помилки фаз. Окрім «котячих кубітів», чип Ocelot також має допоміжні кубіти для виявлення помилок.
Дослідження, присвячене цим технологіям, було опубліковане у журналі Nature.