Кошка Шрёдингера стала стабильной — квантовый прорыв, который всё меняет

2:19

Квантовые компьютеры давно обещают революцию, но до сих пор сдерживаются одной большой проблемой — "шумом", мешающим точным вычислениям. Компания Alice & Bob сделала шаг к тому, чтобы наконец избавиться от этой помехи.

В новой работе, опубликованной в феврале на arXiv, команда представила технологию, которая увеличивает "время жизни" их кубитов-кошек до впечатляющих 22 секунд.

Это в 160 раз дольше устойчивости к ошибкам при переключении битов, чем прежде — и при этом почти не страдает устойчивость к фазовым ошибкам.

Кубиты-кошки: как работает магия

Так называемые "квантовые кошки" имитируют знаменитый мысленный эксперимент Шрёдингера, где кошка в закрытой коробке считается одновременно живой и мёртвой, пока её не откроют.

На практике такой кубит может существовать в суперпозиции состояний и менять их с меньшей вероятностью, чем обычные квантовые биты.

Ключевая задача в квантовых вычислениях — справиться с декогеренцией: когда внешняя среда разрушает квантовое состояние. Именно поэтому создание отказоустойчивых кубитов стало важнейшим направлением исследований.

Сжатие, которое спасает

Новое решение от Alice & Bob основано на "сжатии" квантовых состояний. Это уменьшает перекрытие между двумя состояниями кубита, снижая частоту ошибок при переключении битов.

Интересно, что для этого не пришлось вносить изменения в архитектуру схем — технология может быть внедрена без полной перестройки квантовых чипов.

Путь к универсальным квантовым вычислениям

Ранее исследователи уже доказали, что их кубиты-кошки могут сохранять состояние до 138 миллисекунд. А теперь они перешли на новый уровень — продемонстрировав стабильность, необходимую для следующего шага: создания отказоустойчивых универсальных квантовых компьютеров.

Эти технологии уже используются, например, в чипе Ocelot, выпускаемом Amazon Web Services. В будущем такие разработки могут привести к реальным применениям квантовых машин в химии, материаловедении и других наукоёмких сферах.

Уточнения

Ква́нтовый компью́тер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики, оперирует не битами, а кубитами, имеющими значения одновременно и 0, и 1.