„Квантовите хард дискове“ са по-близо до реалността благодарение на разработките на австралийски учени

Учени от Австралия съобщиха за разработването на „триизмерни“ топологични кодове за корекция на грешките при квантовите изчисления. Предложената от тях схема използва за корекция по-малко физически кубити при преизчисляване на един логически кубит. Нововъведението обещава да доближи появата на „квантови твърди дискове“ – хранилища на квантови състояния за изчисления с невъобразимо ниво на производителност.

Както е известно, времето на кохерентност на кубитите – времето за запазване на заплетените квантови състояния – е много малко поради изключителната им нестабилност. И макар че е изключително трудно да се преборим с физиката, операциите за корекция на грешките могат да помогнат за изчисления без грешки. Класическите компютри са показали това с достатъчна убедителност. Но при операциите с кубити всичко е много по-сложно – те се нуждаят от собствени кодове и механизми за корекция.

Традиционният метод за корекция на грешките в квантовите изчисления е така нареченият топологичен код или код на повърхността, който има и други имена. Това е вид таблица или матрица, която изисква физическа или схемна реализация на логически кубити от няколко физически. В идеалния случай са необходими 1000 физически кубита за безпогрешна работа на всеки логически кубит, но е невъзможно да се изгради мащабируема изчислителна квантова платформа на базата на такъв подход.

Учени от Австралия са си поставили задачата да се отдалечат от традиционния повърхностен код и да създадат негов триизмерен аналог, което би спомогнало за улесняване създаването на квантов компютър или симулатор с по-ефективна корекция на грешките и по-икономично използване на физическите кубити. Информацията за техния успех е публикувана в списание Nature Communications.

„Предложената от нас квантова архитектура ще изисква по-малко кубити за корекция на повече грешки, освобождавайки повече кубити за полезна квантова обработка“, казва в изявлението си водещият автор Доминик Уилямсън, изследовател в Наноинститута и Училището по физика към Университета в Сидни.

„Този напредък е от решаващо значение за разработването на мащабируеми квантови компютри, тъй като позволява създаването на по-компактни системи за квантова памет“, се казва в резюмето на статията. – „Чрез намаляване на физическите разходи за кубити, получените резултати проправят пътя за по-компактен „квантов хард диск“ – ефективна система за квантова памет, способна надеждно да съхранява огромни количества квантова информация.“