Ученые НИТУ МИСИС экспериментально подтвердили метод применения сложных кодов коррекции квантовых ошибок на сверхпроводниковых процессорах. Этот подход, основанный на динамической переадресации вспомогательных кубитов, позволяет использовать эффективные схемы защиты без изменения архитектуры чипа, сообщили в университете.
Проблема ошибок в квантовых вычислениях
Практическое использование квантовых вычислений ограничивают ошибки: вероятность сбоя операции достигает порядка 10 в минус третьей степени. Для полезных алгоритмов нужна гораздо большая точность. Коррекция ошибок кодирует информацию, используя часть кубитов для обнаружения и исправления сбоев через измерение коллективных параметров системы. Но в сверхпроводниковых процессорах многие эффективные коды недоступны из-за локальной связности кубитов.
Решение от российских ученых
Специалисты НИТУ МИСИС вместе с коллегами из Российского квантового центра, МФТИ и Сколтеха нашли способ преодолеть это ограничение. Метод динамической переадресации позволяет "перемещать" вспомогательные кубиты по схеме процессора, обеспечивая взаимодействие удаленных элементов. Эксперименты на университетском процессоре подтвердили работоспособность технологии.
Перспективы эффективной коррекции
"Поверхностный код подходит для сверхпроводниковых процессоров, но требует много кубитов для высокой защиты. Существуют более эффективные коды, несовместимые с локальной архитектурой. Мы доказали, что динамическая переадресация вспомогательных кубитов позволяет адаптировать такие схемы к существующим процессорам", – пояснил научный сотрудник лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС и группы "Сверхпроводниковые кубиты и квантовые схемы" РКЦ Илья Симаков.
Образовательные инициативы и будущие планы
Заместитель директора Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Надежда Санникова отметила: "Коррекция квантовых ошибок – одно из самых динамичных направлений. Как флагман подготовки квантовых инженеров, наш институт уделяет большое внимание развитию компетенций в этой сфере. В магистратуру "Квантовое материаловедение" интегрирован курс "Введение в отказоустойчивые квантовые вычисления". Мы также популяризируем направление через ДПО и научно-просветительские проекты".
Дальнейшая работа сосредоточена на снижении уровня физических ошибок и создании более эффективных кодов. Исследование выполнено в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС "Квантовый интернет" по программе Минобрнауки России "Приоритет-2030" (национальный проект "Молодежь и дети").
Источник: biz.cnews.ru