Група фізиків із Технологічного університету Чалмерса представила новий підхід до керування бозонними квантовими кодами, який дозволяє виконувати захищені від помилок операції у квантових комп'ютерах у тисячу разів швидше. Про це йдеться у дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review Letters, на яке посилається SciTechDaily.

Зазвичай підготовка та контроль квантових станів із корекцією помилок потребує тисяч повторюваних сигналів або циклів керування. Новий метод, який отримав назву управління Флоке, дає змогу здійснювати ті самі операції лише за один цикл. Провідний автор дослідження Лей Ду пояснює: «Наші результати вирішують одну з головних проблем у цій галузі: як швидко та надійно створювати й контролювати квантові стани з корекцією помилок, які відіграватимуть важливу роль у майбутніх квантових комп'ютерах».

Як працює новий підхід

Основою методу є використання квантових ґратчастих вентилів — базових операцій, які можна комбінувати для виконання складних завдань із бозонними станами. Це дозволяє не лише суттєво прискорити квантові операції, а й підвищити їхню стійкість до зовнішніх впливів. Співавтор дослідження Тан'ю Хуан порівнює цей принцип із конструкторами Lego: «Замість того щоб збирати замок цеглинка за цеглинкою і ризикувати помилкою на кожному кроці, квантові ґратчасті вентилі діють як попередньо зібрані модулі Lego, які можна з'єднати швидко й ефективно».

Захист інформації та перспективи

Бозонні коди кодують дані у мікрохвильових полях надпровідних схем за допомогою резонаторів, а не в окремих кубітах. Це забезпечує додатковий захист від електричних шумів, перегріву та навіть космічного випромінювання, які зазвичай руйнують квантові стани. Розроблена технологія особливо підходить для надпровідних квантових комп'ютерів. Дослідники вже працюють над створенням власної системи на 100 кубітів і готують експериментальну демонстрацію нового методу.

У майбутньому стійкі до помилок квантові обчислення можуть стати основою для розробки нових ліків, ефективних енергетичних систем, а також удосконалення штучного інтелекту, криптографії та логістики.