Спосіб виправити ненадійність у квантових обчисленнях

«Квант» — важливе слово, яке стало популярним лише за останнє десятиліття. Через чотири роки після заяви Google про досягнення «квантової переваги» проблема ненадійності квантових обчислень залишається. Однак нещодавно IBM оголосила про прорив в управлінні надійністю квантових обчислень, пропонуючи багатообіцяючі рішення. Пом’якшуючи вплив шуму та помилок, дослідники IBM розробили метод отримання надійних і практичних результатів. Їхні висновки були опубліковані в престижному науковому журналі Nature, що викликало хвилювання серед комп’ютерної спільноти.

600 000 обчислень було виконано на 127-кубітному квантовому процесорі, щоб продемонструвати точність

На відміну від класичних комп’ютерів, які покладаються на двійкові одиниці, квантові комп’ютери використовують кубіти, здатні одночасно перебувати в станах 0 і 1, забезпечуючи швидке зберігання даних, численні можливості та ефективне вирішення проблем. На жаль, крихка природа кубітів ускладнює підтримку стану суперпозиції, що призводить до помилок у розрахунках через порушення навколишнього середовища. Отже, створити відмовостійкий квантовий комп’ютер без помилок залишається практично неможливим.

Дослідники IBM оприлюднили нову техніку під назвою «зменшення помилок», яка демонструє значний прогрес у управлінні ненадійністю квантових обчислень. Посилюючи та змінюючи рівні шуму під час розрахунків, дослідники можуть зробити висновок про характеристики шуму та виправити його вплив. Цей підхід ефективно усуває вплив шуму та підвищує надійність квантових обчислень. Команда виконала 600 000 обчислень на 127-кубітному квантовому процесорі, продемонструвавши точність своєї методології у вирішенні складних проблем.

Хоча досягнення IBM ще не встановлюють «квантову перевагу», це життєво важливий крок до розробки дизайну квантового алгоритму. Оскільки квантові комп’ютери демонструють точні результати в певних конфігураціях, стає все більш імовірним, що в найближчому майбутньому квантові обчислення перевершать класичні обчислення за точністю. Хоча методи виправлення помилок ще знаходяться в розробці, методика зменшення помилок IBM пропонує тимчасове рішення для вирішення складних проблем. Цей прогрес наближає нас до практичного застосування в матеріалознавстві, відкритті ліків і моделюванні великомасштабних фізичних явищ.