Физики стабилизировали «разгулявшиеся» кубиты: это может навсегда изменить квантовые вычисления
Физики Дэвид Вайнленд и Дэвид Оллкок из Университета Орегона вместе со своими коллегами провели эксперимент на базе Национального института технологических стандартов в Боулдере (Колорадо, США), в результате которого им удалось значительно улучшить работу квантовых компьютеров, системы которых, как известно, ненадежны и нестабильны. Об этом ученые написали в статье для журнала nature.com.
У квантовых компьютеров есть существенный недостаток — из-за нестабильности, системы часто допускают ошибки. Но вот внедрение в систему так называемых логических вентилей, выполняющих фундаментальные логические функции в ходе вычислительных процессов, могло бы решить проблему.
"Вы можете выполнить около 100 операций и все — тщетно. Фактически, квантовые вычисления ограничивают в развитии именно частые ошибки. Поэтому мы не можем проводить длительные расчеты или практическое моделирование на наших машинах", — прокомментировали Вайнленд и Оллкок.
Физики попробовали решить эту проблему, создав логические вентили, способные выполнять 10 тыс. операций без ошибок. Чтобы убедиться в том, что вычисления проходят правильно, они запустят систему, проводящую проверку результатов и сигнализирующую о возникновении проблем.
"Если нам удастся свести количество ошибок к нулю, то квантовые компьютеры наконец-то можно будет использовать для чего-то полезного. Сейчас они просто игрушки", — говорит Вайнленд.
По словам Оллкока, физики могут манипулировать ионами (выполняющими роль кубитов) различными методами при помощи лазеров. Но лазеры очень сложны и дороги, что делает логические вентили дешевой и более практичной альтернативой, поскольку они создаются при помощи интегральных схем.
"В ходе эксперимента мы показали, что наш метод работает хорошо", — сказал Оллкок. "Более того, с технической точки зрения, наш метод прост и относительно дешев".
Если инженеры и физики смогут создать квантовые компьютеры надежными, они смогут моделировать другие системы, например, поведение молекулы, предлагаемой для новых лекарственных препаратов. Это могло бы исключить необходимость синтеза нового лекарства из процесса разработки лекарств.
"Потенциал квантовых вычислений велик — нужно просто его раскрыть", — сказал Вайнленд.