|
Квантовые жесткие диски стали ближе к реальности
|
|
|
|
Ученые говорят, что они решили проблему десятилетней давности, которая может приблизить концепцию "квантового жесткого диска" к реальности. Решение заключалось в разработке нового типа системы коррекции ошибок для защиты кубитов - строительных блоков квантовой информации — от помех, что позволило преодолеть серьезное препятствие, стоящее на пути разработки практических квантовых компьютеров.
|
|
|
|
В случае успешного масштабирования этот метод может проложить путь к созданию высокоэффективных систем квантовой памяти, способных хранить огромные объемы квантовых данных, утверждают исследователи в новом исследовании, опубликованном 4 ноября в журнале Nature Communications.
|
|
|
|
"Этот прогресс имеет решающее значение для разработки масштабируемых квантовых компьютеров, поскольку он позволяет создавать более компактные системы квантовой памяти", - говорится в заявлении исследователей. "Уменьшая нагрузку на физические кубиты, полученные результаты открывают путь к созданию более компактного "квантового жесткого диска" — эффективной системы квантовой памяти, способной надежно хранить огромные объемы квантовой информации".
|
|
|
|
Одна из самых больших проблем в квантовых вычислениях заключается в устранении ошибок, которые нарушают вычисления.
|
|
|
|
|
|
|
Квантовые компьютеры основаны на кубитах, крошечных единицах квантовой информации, аналогичных битам в классических компьютерах, которые невероятно чувствительны к возмущениям окружающей среды, таким как изменения температуры и электромагнитные помехи. Даже незначительные нарушения хрупкого квантового состояния кубита могут привести к потере данных и ошибкам в квантовых системах.
|
|
|
|
В течение многих лет исследователи работали над тем, как сохранить стабильность этих кубитов и хранящихся в них квантовых данных. Исправление ошибок в квантовых системах обычно достигается путем организации кубитов в решетчатую структуру, которая соответствует топологическому "коду". Исследователи объяснили, что цель состоит в том, чтобы выиграть "гонку вооружений", используя как можно меньше физических кубитов для устранения ошибок по мере их возникновения
|
|
|
|
Однако современные методы 3D-коррекции ошибок могут обрабатывать ошибки только в одной цепочке кубитов, что ограничивает количество ошибок, с которыми они могут справиться по мере роста системы. Исследователи преодолели эту проблему, разработав архитектуру коррекции ошибок, которая использует трехмерную решетку кубитов, организованную топологическим кодом, который позволяет исправлять ошибки на двумерных поверхностях в рамках трехмерной структуры, а не только в одном измерении.
|
|
|
|
По словам исследователей, эта структура может обрабатывать больше ошибок по мере роста системы, исправляя их на более широких двумерных поверхностях внутри трехмерной решетки, что позволяет ей более эффективно масштабироваться.
|
|
|
|
"В разработке универсального квантового компьютера по-прежнему существуют значительные препятствия, которые необходимо преодолеть. Одна из самых серьезных проблем заключается в том, что нам необходимо использовать большинство кубитов — квантовых переключателей, лежащих в основе машин, — для устранения ошибок, которые возникают как нечто само собой разумеющееся в технологии", - сказал ведущий автор Доминик Уильямсон, исследователь из Нано-института и школы физики Сиднейского университета. это заявление.
|
|
|
|
"Предлагаемая нами квантовая архитектура потребует меньшего количества кубитов для подавления большего количества ошибок, высвобождая больше ресурсов для полезной квантовой обработки".
|
|
|
|
Профессор Стивен Бартлетт, квантовый теоретик и директор Наноинститута Сиднейского университета, добавил в своем заявлении: "Это достижение может помочь изменить способ создания и эксплуатации квантовых компьютеров, сделав их более доступными и практичными для широкого спектра применений, от криптографии до сложного моделирования квантовых систем из многих элементов."
|
|
|
|
Источник
|
