ТАСС, 31 мая. Физики из России разработали новый подход для проведения квантовых вычислений при помощи частиц света. Он повышает стойкость квантовых битов к разным помехам. Об этом сообщила ТАСС во вторник пресс-служба Университета ИТМО.
Квантовый компьютер выполняет вычисления по законам квантовой физики. Он состоит из кубитов - квантовых битов информации, которые могут одновременно находиться в двух состояниях. Как правило, кубиты находятся в такой позиции ограниченное время: случайные взаимодействия с окружающим миром разрушают квантовое состояние и разрывают связи, объединяющие их. Физики и инженеры уже много лет пытаются продлить время жизни кубитов: они изолируют их от окружающей среды, и корректируют ошибки в работе.
Исследователи разработали подход, который изолирует кубиты при проведении квантовых вычислений с частицами света или их аналогами, существующими внутри сверхпроводящих квантовых компьютеров.
Ученые предположили, что набор из сверхпроводящих квантовых битов можно соединить друг с другом так, чтобы курсирующие внутри них виртуальные фотоны взаимодействовали друг с другом и переходили в топологические состояния. Так называют особый набор взаимодействий между кубитами, благодаря которым они будут защищены от локальных внешних воздействий и помех.
Этого можно достичь, если объединить кубиты в двумерную решетку и соединить их при помощи вставок из диэлектрика внутри сверхпроводящей цепи. Они не препятствуют течению тока, однако магнитные поля начинают влиять на движение тока и виртуальных частиц света.
«В некоторых алгоритмах квантовые компьютеры уже превосходят их классические аналоги. Один из таких алгоритмов — так называемый бозонный сэмплинг. Наша работа демонстрирует, что в топологических массивах кубитов результат работы такого алгоритма будет защищен от беспорядка», — заявил научный сотрудник Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Андрей Степаненко, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Исследователи надеются, что подход позволит нарастить число кубитов внутри квантовых чипов и ускорит создание вычислительных машин, способных решать сложные задачи.