Ученые разработали инновационный подход к квантовым операциям

Группа учёных из ETH Zurich, Института Пауля Шеррера и других исследовательских учреждений разработала инновационный подход к квантовым операциям с использованием техники, известной как «хирургия решётки». Этот метод позволяет одновременно выполнять квантовые операции между логическими кубитами и исправлять ошибки, что является важной проблемой в области квантовых вычислений. Исследование было опубликовано в журнале Nature Physics.

Ключевой задачей в квантовых вычислениях является декогеренция, в результате которой возникают битовые и фазовые ошибки. Для минимизации этих проблем физические кубиты объединяются в логические, что позволяет использовать непрерывную коррекцию ошибок. Однако до сих пор выполнение операций, таких как гейты, без возникновения новых ошибок оставалось сложной задачей.

Под руководством профессора Андреаса Валлраффа команда применила поверхностные коды, распределяя информацию одного логического кубита на 17 физических. В ходе эксперимента три центральных кубита были измерены, что позволило разделить систему на две части. Соавтор исследования Илья Беседин отметил, что результатом этой операции стало создание двух логических кубитов, которые оказались запутанными друг с другом.

При этом процесс разделения не прерывал коррекцию битовых ошибок. Хирургия решётки, как показано, является ключевым элементом для реализации других операций, включая управляемый вентиль НЕ (CNOT). Исследователи уверены, что это первый случай применения такой техники на сверхпроводящих кубитах. Хотя для достижения полной устойчивости к фазовым ошибкам потребуется 41 физический кубит, данное достижение становится важным шагом на пути к созданию эффективных и масштабируемых квантовых компьютеров.

Читайте также: