Учените са използвали чип (показан) за улавяне на ербиевите йони, които служат като квантови битове Кай Худек/JQI
Грешки се случват – особено в квантовите компютри. Крехките квантови битове или кубити, които съставят машините, са известни с предразположението си към грешки, но сега учените показват, че могат да поправят това.
Компютрите, които използват правилата на квантовата механика, показват обещаващи резултати да правят изчисления далеч от обсега на стандартните компютри. Чрез комбинирането на силата на множество кубити в един може да решат проблемите с грешките, съобщават изследователите на 4 октомври в Nature.
Учените са използвали девет кубита, за да направят един подобрен кубит, наречен логически кубит, който, за разлика от отделните кубити, може да поправя грешки.
„Това е ключова демонстрация по пътя към изграждането на мащабен квантов компютър“, казва квантовият физик Уинфрид Хенсингер от Университета на Съсекс в Брайтън, Англия.
Пътят остава все още дълъг, казва Хенсингер. За да направят сложни изчисления, учените ще трябва драстично да увеличат броя на кубитите в машините. Но сега, когато учените показаха, че могат да държат грешките под контрол, „няма нищо, което да ни спре да изградим полезен квантов компютър“.
Логическият кубит позволява на изследователите да проверяват и поправят грешки в данните. „Ако част от него изчезне, можете да го реконструирате от другите парчета“, казва квантовият физик Дейвид Шустър от Чикагския университет. Нещо като Злодеят от „Хари Потър“, който запазва душата си в безопасност, като я скрива в множество предмети, наречени Хоркрукси.
Бъдещите квантови компютри биха могли да правят изчисления, използвайки логически кубити вместо оригиналните, дефектни кубити, като многократно проверяват и коригират всички грешки, които се появяват. За да направят своя логичен кубит, изследователите са използвали техника, наречена код на Бейкън-Шор, прилагайки я към кубити, направени от ербиеви йони, висящи над чип за улавяне на йони във вакуум, които се манипулират с лазери. Изследователите също са проектирали последователности от операции, така че грешките да не се размножават неконтролируемо, което е известно като „толерантност към грешки“.
Екипът обаче не завършва пълния процес, предвиден за коригиране на грешки. Докато компютърът открива възникналите грешки, изследователите не поправят грешките и продължават с изчисленията. Вместо това те поправят грешките, след като компютърът приключи работа.
Шустер описва работата с квантовия компютър като постигане на критична маса при ядреното делене. След като тази „ядрена научна бариера“ беше премината през 1942 г., тя доведе до технологии като ядрена енергия и атомни бомби. Тъй като квантовите компютри постепенно се доближават до практическата полза, компаниите инвестират в устройствата.
Технологични компании като IBM, Google и Intel правят големи инвестиции за квантови изчисления. На 1 октомври компания за квантови изчисления, основана от Монро, наречена IonQ, стана публична. Новият резултат предполага, че пълноценната корекция на квантовите грешки е почти тук, казва съавторът Кенет Браун, квантов инженер от университета Дюк. Това наистина показва, че е възможно да се съберат всички парчета заедно и да се изминат всички стъпки към квантовия суперкомпютър.
