Австрийским и немецким ученым впервые удалось реализовать отказоустойчивую квантовую вычислительную систему. Создание систем исправления ошибок необходимо для дальнейшего развития квантовых компьютеров, которые крайне восприимчивы к различным помехам. Статья опубликована в журнале Nature.
В современных компьютерах ошибки при обработке и хранении информации стали редкостью. Однако для приложений, где даже единичные ошибки могут иметь серьезные последствия, по-прежнему используются механизмы исправления, основанные на избыточности обрабатываемых данных. Квантовые компьютеры гораздо более восприимчивы к помехам и поэтому, вероятно, всегда будут нуждаться в механизмах исправления ошибок.
Поскольку фундаментальные законы квантовой механики запрещают копирование квантовой информации, избыточности можно достичь за счет распределения логической квантовой информации в запутанном состоянии между несколькими физическими системами, например отдельными атомами. Ученым из Инсбрукского университета, Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена и Юлихского исследовательского центра впервые удалось провести набор вычислительных операций над двумя логическими квантовыми битами, которые могут использоваться для выполнения любой возможной операции.
Ученые реализовали эту систему на квантовом компьютере с ионной ловушкой, состоящей из 16 атомов. Информация хранилась в двух логических квантовых битах, каждый из которых распределялся по 7 атомам. Исследователи реализовали два вычислительных элемента: вентиль CNOT и логический T вентиль. Квантовый вентиль — это базовый элемент квантового компьютера, преобразующий входные состояния кубитов на выходные по определенному закону.
Исследователи реализовали операции над логическими кубитами таким образом, что ошибки, вызванные лежащими в их основе физическими операциями, могут быть обнаружены и исправлены. Ученые также проверили и подтвердили свои экспериментальные результаты с помощью численного моделирования на классических компьютерах. Теперь их задача состоит в том, чтобы реализовать эти методы на более крупных квантовых компьютерах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
