Възможността за извършване на основни операции по преобразуване без страх от провал е важна предпоставка за появата на високопроизводителни квантови компютри. Международен екип от изследователи е разработил пълен набор от квантови гейтове, основните елементи на квантовия компютър, с ниска вероятност за грешка. При някои условия тя е едва 0,001%.

Квантовите изчисления се извършват посредством верига от основни операции с помощта на т.нар. квантови гейтове, аналози на логическите гейтове на класическите изчислителни машини. Един квантов компютър изисква всички квантови гейтове да бъдат много точни. Вероятността за грешка трябва да е под определена прагова стойност, която обикновено е между 0,1 и 1%. Само тогава методите за корекция на грешките работят достатъчно добре, за да осигурят надеждни изчисления с компоненти с високо ниво на шума.

Изследователи от QuTech, Изследователския институт по квантови технологии към Делфтския технологичен университет в Нидерландия, демонстрираха високоточен универсален набор от квантови гейтове, базиран на диамантен квантов чип. Те са използвали система от два кубита, единият от които е формиран от електронния спин на дефект в диаманта, а другият – от неговия ядрен спин.

Всеки тип гейт в тази система от два кубита работи с грешка под 0,1%, а най-добрите гейтове грешат с вероятност от 0,001%.

Разработчиците тестват новите устройства, стартирайки квантов алгоритъм с голяма последователност от квантови гейтове. След 800 операции резултатът може да бъде точно предвиден въз основа на разбирането на работата на отделните гейтове, което показва, че операциите с гейтовете са станали точни и ясни, пише Phys.

Въпреки че точните универсални гейтове са важна предпоставка за надеждни квантови компютри, реализирането на мащабни изчисления все още е далеч. „Нашата демонстрация беше върху двукубитова система и с използване на дефект от специфичен тип“, каза Тим Тамино, ръководител на проекта. – Основното предизвикателство е да се запази и допълнително да се подобри качеството на гейта, като същевременно се премине към интегрирана оптика и електроника в мащаб на чип и значително се увеличи броят на кубитите.“

През есента на миналата година японски учени съобщиха за разработването на квантови гейтове с точност 99,98%. По отношение на производителността те далеч надхвърлят възможностите на сегашните устройства.