Учени от Австралия съобщиха за разработването на „триизмерни“ топологични кодове за корекция на грешките при квантовите изчисления. Предложената от тях схема използва за корекция по-малко физически кубити при преизчисляване на един логически кубит. Нововъведението обещава да доближи появата на „квантови твърди дискове“ – хранилища на квантови състояния за изчисления с невъобразимо ниво на производителност.

Както е известно, времето на кохерентност на кубитите – времето за запазване на заплетените квантови състояния – е много малко поради изключителната им нестабилност. И макар че е изключително трудно да се преборим с физиката, операциите за корекция на грешките могат да помогнат за изчисления без грешки. Класическите компютри са показали това с достатъчна убедителност. Но при операциите с кубити всичко е много по-сложно – те се нуждаят от собствени кодове и механизми за корекция.

Традиционният метод за корекция на грешките в квантовите изчисления е така нареченият топологичен код или код на повърхността, който има и други имена. Това е вид таблица или матрица, която изисква физическа или схемна реализация на логически кубити от няколко физически. В идеалния случай са необходими 1000 физически кубита за безпогрешна работа на всеки логически кубит, но е невъзможно да се изгради мащабируема изчислителна квантова платформа на базата на такъв подход.

Учени от Австралия са си поставили задачата да се отдалечат от традиционния повърхностен код и да създадат негов триизмерен аналог, което би спомогнало за улесняване създаването на квантов компютър или симулатор с по-ефективна корекция на грешките и по-икономично използване на физическите кубити. Информацията за техния успех е публикувана в списание Nature Communications.

„Предложената от нас квантова архитектура ще изисква по-малко кубити за корекция на повече грешки, освобождавайки повече кубити за полезна квантова обработка“, казва в изявлението си водещият автор Доминик Уилямсън, изследовател в Наноинститута и Училището по физика към Университета в Сидни.

„Този напредък е от решаващо значение за разработването на мащабируеми квантови компютри, тъй като позволява създаването на по-компактни системи за квантова памет“, се казва в резюмето на статията. – „Чрез намаляване на физическите разходи за кубити, получените резултати проправят пътя за по-компактен „квантов хард диск“ – ефективна система за квантова памет, способна надеждно да съхранява огромни количества квантова информация.“