Нова ера в квантовите изчисления: Microsoft се научи как ефективно да коригира логически грешки в кюбитите

Microsoft, съвместно с разработчика на квантови компютри Quantinuum обяви разработването на методология, която значително намалява процента на грешки при изпълнението на квантови алгоритми.

Решението на Microsoft не само намалява честотата на грешките, но и позволява да се коригират грешките. Това открива пътя към комерсиални квантови системи и нова ера в изчислителната техника.

Съвременните квантови платформи са податливи на т.нар. „шумове“ и поради това изчислителните грешки при тях са неизбежни и многобройни. Например, според анализа на специалисти от Google, всеки логически кюбит трябва да се състои от 1000 физически кюбита, за да се постигне напълно безгрешно изчисление. По този начин един търговски значим квантов компютър от 1000 логически кюбита, върху който ще се изпълняват алгоритми трябва да се състои от 1 милион физически кюбита. Това би било безумно скъпо и неефективно, уверяват от Microsoft.

„Простото увеличаване на броя на физическите кюбити с висок процент на грешки без да се подобри този процент е безполезно, защото ще доведе до голям квантов компютър, който не е по-производителен от преди. Когато се използват физически кюбити с достатъчно качествена производителност със специализирана система за контрол и диагностика, за да се активират виртуални кюбити – само тогава увеличаването на броя на физическите кюбити води до мощни, устойчиви на грешки квантови компютри, които могат да извършват по-дълги и по-сложни изчисления.“

казват Денис Том, генерален мениджър на Azure Quantum и Криста Своре, вицепрезидент на Advanced Quantum Development в Microsoft

С други думи, необходими са решения, които ще спомогнат за намаляване както на процента на грешките на физическите кюбити, така и на логическите кюбити.

Това ще позволи създаването на логически кюбити от по-малко на брой физически кюбити и по-бързо ще доведе до появата на търговски значими квантови системи.

Използвайки платформата за квантов йонен капан на Quantinuum и патентования процесор H2 на Quantinuum, изследователският екип успя да комбинира 30 физически кюбита в 4 високонадеждни логически кюбита. Върху тези 4 кюбита са изпълнени над 14 000 алгоритъма и по време на обработката не е възникнала нито една грешка. Отделни експерименти бяха посветени на коригирането на грешки на логическите кюбити, без да се разрушава тяхното състояние. По мнението на ръководителите на експериментите, това е пробив и начало на нова ера на квантовите изчисления.

Това е стъпка в правилната посока за квантовите изчисления. Все още има много проблеми, които трябва да бъдат решени, а след това и широко внедрени, но теоретично компютър със 100 такива логически кюбита вече може да бъде полезен за решаването на някои проблеми, докато система с 1000 кюбита, според Microsoft, „може да осигури търговско предимство“.

Документът на Microsoft за изследването е свободно достъпен на следния линк.