Гарвардські вчені заявляють про прорив, «появу ранніх квантових обчислень з виправленням помилок»

Коли інсайдери галузі говорять про майбутнє, де квантові комп’ютери зможуть вирішувати проблеми, які не можуть класичні бінарні комп’ютери, вони мають на увазі те, що називається «квантовою перевагою».

Щоб досягти цієї переваги, квантові комп’ютери повинні бути достатньо стабільними, щоб масштабувати їх розмір і можливості. Загалом експерти з квантових обчислень вважають, що найбільшою перешкодою для масштабованості систем квантових обчислень є шум.

За темою: Moody’s запускає фінансову платформу квант як послуга

Дослідницька стаття групи Гарвардського університету під назвою «Логічний квантовий процесор на основі реконфігурованих атомних масивів» описує метод, за допомогою якого процеси квантового обчислення можна запускати зі стійкістю до помилок і здатністю долати шум.

За папером:

«Ці результати віщують появу ранніх квантових обчислень з виправленням помилок і намічають шлях до великомасштабних логічних процесорів».

Шумні кубіти

Інсайдери називають поточний стан квантових обчислень ерою Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ). Цю еру визначають квантові комп’ютери з менш ніж 1000 кубітів (квантова версія комп’ютерного біта), які, загалом, є «шумними».

Шумні кубіти є проблемою, оскільки в цьому випадку це означає, що вони схильні до збоїв і помилок.

Команда Гарварду стверджує, що досягла «ранніх квантових обчислень з виправленням помилок», які долають шум у перших у світі масштабах. Однак, судячи з їхньої статті, вони ще не досягли повного виправлення помилок. Принаймні не так, як це, ймовірно, вважає більшість експертів.

Похибки та вимірювання

Квантові обчислення складні, оскільки, на відміну від класичного комп’ютерного біта, кубіти в основному втрачають свою інформацію під час вимірювання. І єдиний спосіб дізнатися, чи даний фізичний кубіт зазнав помилки в обчисленні, це виміряти її.чт

Повне виправлення помилок спричинило б розробку квантової системи, здатної ідентифікувати та виправляти помилки, коли вони з’являються під час обчислювального процесу. Наразі ці методи виявилися дуже складними для масштабування.

Замість того, щоб виправляти помилки під час обчислень, процесор гарвардської команди додає фазу виявлення помилок після обробки, на якій помилкові результати ідентифікуються та відхиляються.

Згідно з дослідженням, це забезпечує абсолютно новий і, можливо, прискорений шлях для масштабування квантових комп’ютерів за межі ери NISQ у сферу квантової переваги.

Хоча робота багатообіцяюча, у прес-релізі DARPA зазначено, що для «вирішення будь-яких великих проблем, передбачених для квантових комп’ютерів», знадобиться принаймні на порядок більше, ніж 48 логічних кубітів, які використовувалися в експериментах команди.

Дослідники стверджують, що розроблені ними методи повинні бути масштабованими до квантових систем із понад 10 000 кубітів.