PRXQ: Создана гибридная технология исправления ошибок в квантовых вычислениях

Одна из главных задач в создании квантовых компьютеров — разработка технологии коррекции ошибок. Она нужна, чтобы устранять ошибки в кубитах и не давать им усиливаться в процессе вычислений.

Без этой технологии квантовые компьютеры не превзойдут классические, поэтому ее развивают во всем мире.

Исследовательская группа под руководством доктора Сеунг-Ву Ли из Исследовательского центра квантовых технологий Корейского института науки и технологий (KIST) создала новый гибридный метод для исправления ошибок в квантовых вычислениях. Этот метод работает как с дискретными, так и с непрерывными переменными. Также на основе этого метода была разработана отказоустойчивая архитектура для квантовых вычислений.

Кубиты, которые исправляют ошибки в квантовых вычислениях, называются логическими кубитами. Их можно реализовать двумя способами: с помощью дискретной (DV) и непрерывной переменной (CV).

IBM, Google, Quera и PsiQuantum разрабатывают квантовые компьютеры, используя метод DV. А компании Amazon (AWS), Xanadu и другие применяют метод CV. У каждого подхода есть свои плюсы и минусы относительно сложности управления и эффективности использования ресурсов.

Исследователи KIST предложили новый метод интеграции коррекции ошибок DV и CV кубитов, которые раньше разрабатывались отдельно. Они создали отказоустойчивую архитектуру с использованием гибридной технологии. Численное моделирование показало, что она сочетает преимущества обоих методов, обеспечивая более эффективные квантовые вычисления с исправлением ошибок.

В оптических квантовых вычислениях гибридный подход позволяет достичь порога потери фотонов в четыре раза выше, чем у существующих методов. При этом эффективность использования ресурсов повышается более чем в 13 раз при сохранении частоты логических ошибок.

Доктор Джехак Ли из KIST утверждает, что разработанная гибридная технология квантовой коррекции ошибок применима не только в оптических системах, но и в сверхпроводниках и ионных ловушках.

Доктор Сеунг-Ву Ли, возглавлявший исследование, считает, что эта работа открывает новые перспективы для развития квантовых вычислений. А гибридные технологии, сочетающие преимущества разных платформ, помогут создать мощные квантовые компьютеры.

Результаты опубликованы в PRX Quantum.

16.10.2024