Недавние исследования в области квантовых вычислений продемонстрировали значительный прогресс: ученые успешно запутали 24 логических кубита. Это событие стало важным шагом на пути к созданию более надежных квантовых систем, способных выполнять вычисления с высокой степенью точности.
Логические кубиты представляют собой квантовые биты информации, которые обеспечивают более высокий уровень стабильности по сравнению с физическими кубитами. Создание логических кубитов включает объединение нескольких физических кубитов, что позволяет использовать системы коррекции ошибок. Это особенно важно, поскольку физические кубиты подвержены различным воздействиям, которые могут нарушить их работу. Например, кубиты могут находиться в состоянии суперпозиции, что делает их измерение сложной задачей.
Когерентность и запутанность — два ключевых аспекта, которые влияют на работу квантовых систем. Когерентность определяет, как долго кубиты сохраняют свое состояние, необходимое для вычислений. Этот временной интервал часто измеряется в долях секунды и может быть нарушен даже незначительными внешними факторами. Потеря когерентности приводит к утрате запутанности, что негативно сказывается на вычислительной способности квантовых компьютеров.
Совсем недавно ученые сосредоточили внимание на логических кубитах как методе преодоления хрупкости физических кубитов. В отличие от них, логические кубиты обеспечивают более устойчивую архитектуру, позволяя системе исправления ошибок работать эффективно. Если один из кубитов теряет информацию, другие кубиты могут выявить и исправить эту ошибку.
Для достижения рекорда в 24 логических кубита команда использовала нейтрально-атомный квантовый процессор от компании Atom Computing. Этот процессор манипулирует отдельными атомами с помощью лазеров, что позволяет обрабатывать и хранить квантовую информацию. В дополнение к этому, система виртуализации кубитов от Microsoft помогает управлять кубитами и стабилизировать их, обеспечивая обнаружение и исправление ошибок в режиме реального времени.
Хотя 24 логических кубита могут показаться незначительным числом, их успешная связь представляет собой важную веху для создания масштабируемых квантовых систем. Ученые подчеркивают, что отказоустойчивые квантовые вычисления необходимы для решения сложных задач, которые выходят за рамки возможностей классических вычислений. Интеграция передовых технологий и алгоритмов коррекции ошибок становится критически важной для достижения этой цели.
Кроме того, исследователи продемонстрировали, что логические кубиты могут выполнять сложные вычисления и поддерживать исправление ошибок даже при увеличении числа кубитов.