Физики научили квантовый компьютер исправлять свои ошибки
Ученые из Университета Дьюка в США показали, что логический кубит может быть надежнее, чем его «самое слабое звено». Команде удалось безошибочно считать информацию в 99,4% случаев.
На квантовые компьютеры возлагают большие надежды в области криптографии, моделирования, искусственного интеллекта и других задач, требующих быстрых и эффективных расчетов. Однако на данный момент частота ошибок в квантовых компонентах слишком высока для практического применения, и для создания полноценного квантового компьютера необходимо сперва разработать надежную схему квантовой коррекции ошибок.
Чтобы справиться с этой задачей, американские исследователи объединили несколько кубитов (квантовых битов) в один логический кубит, который может обнаруживать и исправлять ошибки и — что самое важное — предотвращать их дальнейшее распространение по системе. Если этого не сделать, все усилия по локальному исправлению ошибок окажутся напрасны: накопленные ошибки приведут к сбоям в критических точках системы и вызовут целый каскад последующих логических сбоев.
В своем эксперименте ученые использовали систему ионной ловушки из 32 ионов иттербия-171, охлажденных лазером и захваченных над микрочипом в вакуумной камере при комнатной температуре. Состояние каждого иона контролировали при помощи лазера, превращая его отдельный кубит.
Измерения показали, что созданный учеными логический кубит оказался более надежным, чем наиболее подверженный ошибкам этап, необходимый для его создания. Команде удалось успешно перевести логический кубит в его начальное состояние и измерить его в 99,4% случаев, хотя они полагались на шесть квантовых операций, которые по отдельности работают только в 98,9% случаев. Без схемы коррекции эти операции приводили бы к правильному результату только в 93,6% случаев (это 98,9%, взятые 6 раз).
Устойчивые к ошибкам логические кубиты могут стать основой для квантовых компьютеров, которые одновременно надежны и достаточно велики для практического использования.
Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Nature.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии