Исторический момент: квантовые компьютеры достигли точности вычислений выше 99%
Квантовые вычисления опираются на квантовую механику как на основу операций. Информация здесь кодируется в кубитах, или квантовых битах. Они эквивалентны привычным нам основным единицам информации — двоичным битам. Однако там, где биты обрабатывают информацию в одном из двух состояний (либо 1, либо 0), кубит может находиться в состоянии 1, 0 или в обоих одновременно.
Последнее состояние — 1 и 0 одновременно — известно как суперпозиция. Поддержание суперпозиции кубитов позволяет квантовым компьютерам решать сложные математические задачи, выполняя вычисления, основанные на вероятности состояния объекта до его измерения. Это можно приблизительно сравнить с состоянием подброшенной монетки, вращающейся в воздухе, прежде чем она приземлится. Там одновременно как бы и орел, и решка.
Эти квантовые суперпозиции могут быть переплетены с суперпозициями других объектов, а это означает, что их конечные результаты будут математически связаны, даже если мы еще не знаем, что они собой представляют. То есть мы еще не знаем, что там за значение, а квантовый компьютер его уже измерил и соотнес с другими такими же единицами информации, находящимися в суперпозиции. Людям, не связанным в повседневной жизни с квантовой механикой, представить такое сложновато, но это работает. Квантовый компьютер потенциально обладает такой высокой производительностью, какая и не снилась даже самым продвинутым современным машинам.
Однако до недавнего времени попытки посчитать информацию с помощью суперпозиции давали слишком много ошибок. Так что как раз повышение точности квантовых операций было предметом интенсивных исследований. И вот 19 января в журнале Nature вышли три статьи, демонстрирующие точность вычислений квантового компьютера выше 99%. Об этом кратко сообщает Science Аlert.
В Австралии команда под руководством физика Андреа Морелло из Университета Нового Южного Уэльса добилась точности 99,95% для операций с одним кубитом и 99,37% для операций с двумя кубитами. В Нидерландах команда под руководством физика Ливена Вандерсипена из Делфтского технологического университета достигла точности 99,87% для операций с одним кубитом и 99,65% для операций с двумя кубитами. Наконец, в Японии группа под руководством физика Сейго Таручи из RIKEN достигла точности 99,84% для операций с одним кубитом и 99,51% для операций с двумя кубитами.
«Когда ошибки настолько редки, становится возможным обнаруживать их и исправлять при возникновении. Это показывает, что можно создавать квантовые компьютеры, которые имеют достаточный масштаб и достаточную мощность для выполнения значимых вычислений. Обычно для применения протоколов квантовой коррекции ошибок требуется частота ошибок ниже 1%», — сказал Андреа Морелло.
Любая из этих статей сама по себе была бы значительным достижением. Тот факт, что все три команды независимо друг от друга достигли одной и той же цели, говорит о том, что теперь квантовые вычисления начнут стремительно развиваться.
