Профессор Гарвардского университета Михаил Лукин и его коллеги разработали первый в мире квантовый компьютер на базе 48 логических квантовых битов (кубитов), способный проводить очень сложные и длительные вычисления за счет встроенной в кубиты системы коррекции ошибок. Результаты первых опытов с этой машиной были раскрыты в статье в научном журнале Nature.
«Проведенные нами опыты показали, что переход на логическое кодирование информации существенно улучшил скорость работы кубитов и позволил превзойти их физические аналоги в точности работы в разных тестах. Это достижение знаменует собой начало эры ранней коррекции ошибок в квантовых вычислительных системах и прокладывает путь к созданию крупномасштабных логических квантовых процессоров», — говорится в исследовании.
Многие физики сейчас предполагают, что дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Подобные сбои неизбежно возникают в работе кубитов, квантовых ячеек памяти и примитивных вычислительных блоков, в результате их взаимодействия с объектами окружающего мира, приводит выдержки ТАСС.
Как отмечают представители Гарвардского университета, этих случайных сбоев в работе квантовых компьютеров можно избежать, если использовать для расчетов так называемые логические кубиты, виртуальные квантовые ячейки памяти, состоящие из нескольких соединенных друг с другом физических кубитов. Они устроены так, что ошибки в их работе автоматически корректируются, что позволяет вести сложные и длительные вычисления при их помощи.
Недавно ученые разработали подход, который позволяет создавать произвольное число логических кубитов, а также любым образом связывать их друг с другом, используя 280 физических кубитов в недавно созданном ими полностью реконфигурируемом квантовом компьютере на базе холодных атомов рубидия-87. Используя этот подход и вычислительную систему, физики из США создали набор из 48 логических кубитов и реализовали на его базе несколько сложных алгоритмов.
Наблюдения за работой компьютера при исполнении этих алгоритмов показали, что логические квантовые биты на несколько порядков, примерно в 100 раз, превосходили их физические аналоги в корректности проведения вычислительных операций, причем эта разница быстро росла с увеличением числа кубитов. Как считают ученые, это открывает дорогу для создания еще более сложных логических квантовых процессоров, способных решать максимально сложные задачи.