Создан отказоустойчивый квантовый компьютер

Учёные американской компании Atom Computing представили квантовый компьютер, способный самовосстанавливаться во время вычислений. Разработка решает одну из ключевых проблем квантовых систем — потерю кубитов, из-за которой вычисления обычно приходится останавливать.

В основе технологии лежат квантовые компьютеры на нейтральных атомах, где отдельные атомы выполняют роль кубитов и удерживаются с помощью лазерных «оптических пинцетов». Такая система нестабильна: иногда атомы покидают ловушки, что делает дальнейшую работу невозможной.

Исследователи предложили новую архитектуру, разделив кубиты на пять функциональных зон. Среди них — регистр для хранения данных, зона взаимодействия для вычислений, зона измерения для проверки ошибок с помощью вспомогательных кубитов (анцилл), а также зоны хранения и загрузки, где содержится запас атомов для замены утраченных.

Если во время работы один из кубитов исчезает, система автоматически обнаруживает сбой и заменяет его новым атомом из зоны хранения. После этого кубит подготавливается к работе, возвращаясь в основное энергетическое состояние. Аналогичным образом переинициализируются и вспомогательные кубиты после измерений.

Эффективность подхода была подтверждена экспериментально. Квантовый компьютер успешно выполнил 41 цикл проверки ошибок, каждый раз корректно заменяя потерянные кубиты без потери данных. Без механизма самовосстановления вычисления завершились бы уже через несколько циклов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X. По словам авторов, предложенное решение открывает путь к практически неограниченному выполнению квантовых алгоритмов даже при ограниченном времени жизни кубитов.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную