Квантовые компьютеры сталкиваются с фундаментальной проблемой: ошибки в вычислениях возникают в тысячи раз чаще, чем в классических

Квантовые компьютеры сталкиваются с фундаментальной проблемой: ошибки в вычислениях возникают в тысячи раз чаще, чем в классических системах. Кубиты крайне чувствительны к внешним воздействиям — температурным флуктуациям, электромагнитным помехам и даже космическому излучению. Это делает коды исправления ошибок критически важной технологией для практического применения квантовых вычислений.

Российские учёные из Физического института имени Лебедева совершили прорыв, впервые успешно внедрив два кода коррекции ошибок одновременно вместо традиционного одного. Этот подход радикально повышает точность квантовых операций и увеличивает время когерентности кубитов — критический параметр, определяющий, как долго квантовая система сохраняет свои вычислительные свойства до разрушения квантового состояния.

Традиционные методы коррекции требуют значительных вычислительных ресурсов: для защиты одного логического кубита может потребоваться от девяти до тысяч физических кубитов. Новая модель с двойным кодированием оптимизирует этот процесс, обеспечивая более эффективное использование квантовых ресурсов. Технология частичной коррекции ошибок, разработанная российскими физиками, демонстрирует практическое квантовое превосходство над классическими системами в конкретных задачах оптимизации и моделирования материалов.

Коды исправления ошибок работают по принципу распределения квантовой информации между множеством физических кубитов, что позволяет обнаруживать и устранять сбои без разрушения квантового состояния. Это фундаментальное отличие от классических компьютеров, где ошибки корректируются простым копированием битов. Квантовая механика запрещает клонирование неизвестных квантовых состояний, что требует сложных математических протоколов для защиты информации.

Достижение российских учёных открывает путь к масштабируемым квантовым системам, способным решать практические задачи в криптографии, разработке новых материалов и финансовом моделировании. Это соответствует национальной стратегии развития искусственного интеллекта до 2025 года, где квантовые технологии определены как приоритетное направление для обеспечения технологического суверенитета. 🔬⚛️

#КвантовыеВычисления #КоррекцияОшибок #КвантовыеТехнологии #НаучныеПрорывы #ФИАН