Физики из Оксфорда поставили новый мировой рекорд в управлении квантовыми битами — теперь они ошибаются лишь один раз на 6,7 миллионов операций. Это в десять раз точнее, чем их же достижение десятилетней давности.

Для сравнения: вероятность, что вас ударит молния (1 к 1,2 миллиона), выше, чем шанс ошибки в их квантовых вычислениях.

Эксперимент провели на ионе кальция — он стабилен и долго хранит квантовую информацию. Вместо лазеров, которые обычно используют в таких опытах, ученые применили микроволны. Это дешевле, надежнее и проще масштабировать. К тому же, система работала при комнатной температуре без магнитного экранирования — никаких сверхсложных условий.

Насколько мы знаем, это самая точная операция с кубитом в мире, — говорит профессор Дэвид Лукас. — Теперь для квантовых компьютеров понадобится меньше кубитов, потому что ошибки почти исключены.

Кубит — квантовый аналог бита. Если обычный бит может быть 0 или 1, то кубит — одновременно и 0, и 1 (суперпозиция). Это позволяет квантовым компьютерам решать некоторые задачи в разы быстрее.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters.

Молли Смит, соавтор исследования, добавляет:

Чем меньше ошибок, тем компактнее и быстрее будут квантовые компьютеры. Это полезно не только для вычислений, но и для квантовых часов и сенсоров.

Но есть нюанс: пока двухкубитные операции (основа сложных вычислений) ошибаются в разы чаще — 1 раз на 2000. Без решения этой проблемы полноценный квантовый компьютер не построить.

Главный плюс — снижение затрат на квантовые вычисления. Меньше ошибок → меньше кубитов нужно для коррекции → дешевле и компактнее системы. Это ускорит появление:

• Медицинских симуляторов — например, для моделирования молекул лекарств.
• Криптографии — взлом современных шифров станет реальным.
• Квантовых сенсоров — сверхточные датчики для геолокации или диагностики.

Однако успех касается только однокубитных операций. Двухкубитные (основа любых сложных алгоритмов) все еще далеки от идеала — их точность хуже в 3000 раз. Без прогресса в этой области прорыв останется локальным.

Ранее ученые воскресили для квантовых технологий ниобий.