Китайски квантов компютър надминава по ефективност решенията на Google
Основният проблем на квантовите изчисления се счита неизбежната поява на грешки в процеса на изчисленията. Борбата с тях се води чрез различни методи: хардуер, софтуер и комбинация от двете. Група китайски учени демонстрираха нов подход за коригиране на квантовите грешки, базиран на микровълново излъчване. Той позволява на квантовите машини да извършват мащабни изчисления. Новият метод превъзхожда по ефективност и практичност решението, предложено от специалистите на Google.
Една от стратегиите за корекция на грешките в квантовите компютри включва добавяне на допълнителни кубити, за да се разпредели информацията между множеството кубити. Наистина, това води до парадоксално увеличаване на вероятността за въвеждане на повече грешки в изчисленията. Учените се опитват да идентифицират и да спрат в критичната точка или прага за коригиране на грешки. Само когато изчисленията не надвишават този праг, корекцията на грешки е полезна, защото увеличава стабилността на системата. Над него корекцията на грешки внася повече грешки, отколкото отстранява. За да се мащабира всеки подход към квантовите изчисления, корекцията на грешки трябва да остане под този праг.
САЩ и Китай, които са лидери в областта на квантовите изчисления, използват най-разпространения подход за корекция на грешки – повърхностния код. През 2022 г. изследователи от USTC, ръководени от квантовия физик Пан Цзянвей от Китайския университет за наука и технологии, демонстрираха принципната осъществимост на минимална единица за корекция на грешки: логически кубит с разстояние на кода 3. През следващата година Google подобри това, като постигна корекция на грешки с кодово разстояние от 5. По-рано тази година квантовият процесор Willow на Google постигна логически кубит с кодово разстояние 7, демонстрирайки, че добавянето на кубити експоненциално намалява процента на грешките.
Подходът на Google обаче налага сериозни ограничения при проектирането на чипове и все по-сложно окабеляване при свръхниски температури, съобщава SCMP по думите на учени от екипа на Пан. Самите те са приложили изцяло микровълнов метод за намаляване на грешките вместо хардуерен контрол. И са създали логика с кодово разстояние 7, подобно на кубита на Google.
Освен това коефициентът на потискане на грешките достига 1,4. Следователно увеличаването на размера на корекцията на грешки наистина намалява процента на грешките и показва възможността за широкомащабни квантови компютри.
Освен това микровълновият подход не налага ограниченията, присъщи на хардуерния метод върху квантовия чип. Тъй като микровълновите сигнали могат да бъдат мултиплексирани и предавани по един и същи проводник, този подход намалява разходите за хардуер и сложността на окабеляването, което прави създаването на мащабируеми квантови компютри по-реалистично. С други думи, резултатите показват, че изграждането на устойчиви на грешки квантови компютри с милиони кубити е принципно осъществимо.
