Квантові жорсткі диски наближаються до реалізації: науковці вирішили проблему, яка існувала протягом десятиліття.

Вирішення задачі вимагало створення інноваційного виду системи корекції помилок, спрямованої на стабілізацію кубітів від впливу завад.

Протягом тривалого часу дослідники не могли реалізувати ідею "квантового жорсткого диска" через виклик, з яким вони стикалися протягом приблизно десяти років. Однак тепер їм вдалося подолати цю перешкоду, повідомляє Live Science.

Вчені стверджують, що вирішення цієї проблеми полягало в створенні інноваційної системи корекції помилок, яка допомогла стабілізувати кубіти від зовнішніх впливів. Це досягнення стало важливим кроком у подоланні основної перешкоди на шляху до розробки функціональних квантових комп'ютерів.

У нещодавно опублікованому дослідженні, яке з'явилося 4 листопада в журналі Nature Communications, стверджується, що за умов успішного масштабування ця технологія має потенціал для розвитку високоефективних квантових систем пам'яті.

"Це відкриття є ключовим для розвитку масштабованих квантових обчислювальних систем, оскільки дозволяє розробляти більш компактні квантові пам'яті. Зменшуючи витрати на фізичні кубіти, отримані результати відкривають можливість створення більш зручного 'квантового жорсткого диска' — ефективної системи квантової пам'яті, що здатна надійно зберігати великі обсяги квантової інформації," — зазначено в повідомленні дослідників.

Однією з головних проблем квантових обчислень близько 10 років залишалося управління помилками, які порушують обчислення. У виданні пояснили, що квантові комп'ютери покладаються на кубіти, які неймовірно чутливі до змін температури та електромагнітних перешкод. Навіть незначні порушення тонкого квантового стану кубіта можуть призвести до втрати даних.

Протягом багатьох років дослідники займалися пошуками методів для забезпечення стабільності кубітів і квантової інформації.

Виправлення помилок у квантових системах зазвичай досягається шляхом організації кубітів у ґратчасту структуру, яка слідує топологічному "коду". Мета полягає в тому, щоб скоротити кількість фізичних кубітів для управління помилками в міру їх виникнення, розповіли дослідники.

Сучасні підходи до тривимірної корекції помилок здатні справлятися з недоліками лише в межах однієї лінії кубітів, що обмежує їх ефективність при збільшенні масштабів системи. Вчені, однак, заявили про своє досягнення у вирішенні цієї проблеми, створивши архітектуру корекції помилок, яка використовує тривимірну решітку кубітів, організовану за допомогою топологічного коду.

"У процесі створення універсального квантового комп'ютера ми все ще стикаємося з суттєвими викликами. Один з найбільших з них полягає в необхідності активувати велику кількість кубітів для компенсації помилок, що виникають внаслідок особливостей технології", - зазначив головний автор дослідження Домінік Вільямсон.

Він зазначив, що нова квантова архітектура, розроблена вченими, вимагатиме меншої кількості кубітів для ефективного усунення більшої кількості помилок. Це дозволить звільнити більше ресурсів для продуктивної квантової обробки.

Раніше УНІАН повідомляв про те, що на Тайвані з'явився перший у світі компактний квантовий комп'ютер. Вченим вдалося подолати суттєві труднощі в галузі квантових обчислень, зокрема, високі вимоги до енергоспоживання та необхідність низьких температур навколишнього середовища.

Додатково, науковці з Китаю створили квантовий комп'ютер з 56 кубітами, який отримав статус найсильнішого у світі.