Новый метод поиска квантовых ошибок пробил «квадратно-корневой барьер»
Ученые из америки и Австралии создали новый метод коррекции, что возможно способен найти фактически все неточности, появляющиеся в ходе квантовых вычислений, преодолев так «барьер квадратного корня», говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.
Квантовые компьютеры выстроены на базе так называемых кубитов – квантовых битов, значение которых кодируется в особенностях квантовых объектов, к примеру, в пояснице электрона. В случае если в хороших битах может кодироваться одно из двух значений – 0 либо 1, то кубиты смогут быть в состоянии суперпозиции этих двух состояний, при измерении кубита состояние суперпозиции коллапсирует, и он принимают определенное значение. Квантовые вычислительные устройства, как полагают ученые разрешат решать кое-какие типы задач существенно стремительнее самых замечательных «хороших» компьютеров.
Работа с квантовыми вычислителями требует постоянной коррекции неточностей, потому, что параметры состояния квантовых бит весьма уязвимы к внешним шумам. Но тут появляется новая неприятность: дабы отыскать неточность, необходимы измерять состояние кубита, а измерения приводят к разрушению состояния суперпозиции. В девяностых ученые думали, что коррекция квантовых неточностей в принципе неосуществима.
Первый способ коррекции неточностей в квантовых битах был изобретен в 1994 году Питером Шором. Его мысль основывалась на том, что возможно определить отношения между кубитами, не меряя значения, каковые они хранят. Метод коррекции имел возможность бы, к примеру, записать эти с одного кубита на три вторых физических кубита.
Потому, что возможно выяснить, однообразны ли значения первого и второго кубита, и второго и третьего, из этого возможно было осознать, имеется ли неточность при записи, и повторить процесс при несоответствия. В настоящей совокупности это требует последовательных сравнений солидного числа кубитов между собой и ведет к большому усложнению процесса.
Существующие методы коррекции имели возможность исправить не все, а лишь часть неточностей, причем их число зависело от количества кубитов. Самые прогрессивные способы имели возможность скорректировать количество сбоев, которое грубо соответствовало квадратному корню от числа кубитов. Так, к примеру, они имели возможность скорректировать 8 неточностей в 64-кубитном компьютере, но не 10.
Сейчас Арам Хэрроу из Центре теоретической физики Массачусетского его коллеги и университета из компании Гугл, Сиднейского и Корнеллского университетов представили новый способ, что разрешает обойти «барьер квадратного корня».
Они внесли предложение дублировать массив кубитов для каждого этапа вычислений, наряду с этим намеренно модифицируя один из кубитов, создавая «неестественную неточность». После этого они отслеживали, как изменяется состояние кубитов: протокол основан на том, что неточности распространяются по кубитам определенным закономерным методом.
Измерения, сделанные по финальным состояниям кубитов, гарантировано показывают отношения между кубитами, не раскрывая их значения, но разрешают найти присутствие неточностей.