Сперва главное:
🔧 Компания Alice & Bob улучшила надёжность своих «кот-кубитов», что может повысить точность будущих квантовых компьютеров.
📈 Учёные компании нашли новый способ стабилизировать «кот-кубиты», улучшив защиту от инверсии битов до 160 раз, что привело к увеличению «времени жизни» «кот-кубита» до 22 секунд.
🧠 Команда достигла этого, сжимая квантовые состояния «кот-кубитов» таким образом, чтобы уменьшить перекрытие между двумя состояниями.
🚀 Следующий этап исследований Alice & Bob будет направлен на разработку универсальных квантовых вычислений с исправлением ошибок, что может привести к практическому применению в таких областях, как химия и материаловедение.
Теперь подробнее:
Компания по квантовым вычислениям Alice & Bob повысила надёжность своих квантовых «кот-кубитов», что может сделать квантовые компьютеры завтрашнего дня гораздо более точными.
Устойчивость к ошибкам — серьёзная проблема в квантовых вычислениях. Это связано с тем, что кубиты в квантовых компьютерах «шумные» и подвержены декогеренции — потере квантовой информации из-за помех со стороны внешней среды. Поэтому повышение надёжности кубитов путём внедрения технологий, устойчивых к ошибкам, стало ключевым направлением исследований.
Особое внимание уделялось снижению частоты ошибок, связанных с инверсией битов (когда квантовый бит меняет вероятности измерения 0 или 1). Но ранее было обнаружено, что это приводит к увеличению ошибок при фазовой инверсии (когда квантовый бит меняет свои вероятности быть положительным или отрицательным).
Квантовый «кот-кубит» — это тип кубита, который имитирует принцип суперпозиции кота Шрёдингера — мысленного эксперимента, постулирующего, что кот в коробке с случайно активированным ядом может считаться одновременно живым и мёртвым, пока его не наблюдают напрямую.
«Квантовые кот-кубиты» разработаны для уменьшения количества инверсий битов, что снижает ресурсы, необходимые для исправления ошибок. Квантовые биты-кошки изучаются несколькими исследовательскими группами, причём кубиты, созданные учёными Alice & Bob, были даже включены в чип Ocelot, произведённый Amazon Web Services (AWS).
Предыдущие исследования Alice & Bob показали, что квантовые биты-кошки могут обеспечить время жизни при инверсии битов в 138 миллисекунд.
Но в новом исследовании, опубликованном 28 февраля в базе данных препринтов arXiv, учёные описали новый способ стабилизации квантовых битов-кошек с улучшенной защитой от инверсии битов до 160 раз, что эквивалентно времени жизни квантового «кот-кубита» в 22 секунды. Влияние на скорость фазовой инверсии было минимальным.
Команда достигла этого, сжимая квантовые состояния квантовых битов-кошек так, чтобы перекрытие между двумя состояниями было меньше. Для этих сжатых квантовых «кот-кубитов» они продемонстрировали резкое снижение частоты ошибок при инверсии битов по мере увеличения числа фотонов.
Метод, продемонстрированный в этом исследовании, особенно полезен, поскольку он не требует каких-либо изменений в конструкции схемы. «Сжатие» квантовых «кот-кубитов» сделает исправление ошибок менее ресурсоёмким, чем предыдущие методы.
Следующий этап исследований Alice & Bob будет направлен на разработку универсальных квантовых вычислений с исправлением ошибок, при которых можно будет эффективно управлять инверсией битов и фазовых ошибок. Это может привести к практическому применению в таких областях, как химия и материаловедение.