Компания Microsoft совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum сообщила разработку методологии, позволяющей значительно снизить частоту появления ошибок при выполнении квантовых алгоритмов. Решение Microsoft не только снижает частоту появления ошибок, но также позволяет исправлять ошибки, что открывает путь к коммерческим квантовым системам и новой эре в вычислениях.
Источник изображения: Microsoft
Современные квантовые платформы подвержены шуму и потому ошибки вычислений на них неизбежны и многочисленны. К примеру, согласно анализу специалистов Google, для достижения полной безошибочности вычислений каждый логический кубит должен состоять из 1000 физических кубитов. Тем самым коммерчески значим квантовый компьютер из 1000 логических кубитов, на которых будут выполняться алгоритмы, должен состоять из 1 млн физических кубитов. Это будет очень дорого, но также неэффективно уверяют в Microsoft.
«Простое увеличение числа физических кубитов с высокой частотой ошибок – без улучшения этого показателя – бесполезно, поскольку в результате большой квантовый компьютер станет не производительнее, чем раньше. – утверждают Деннис Том (Dennis Tom), генеральный менеджер Azure Quantum, и Криста Своре (Krysta Svore), вице-президент подразделения Advanced Quantum Development Microsoft. — Напротив, когда физические кубы с достаточным качеством работы используются со специализированной системой управления и диагностики для обеспечения работы виртуальных кубитов, только тогда увеличение количества физических кубитов приводит к созданию мощных, отказоустойчивых квантовых компьютеров, способных выполнять более длительные и сложные вычисления».
Иначе говоря, необходимы такие решения, которые помогут снизить как частоту появления ошибок физических кубитов, так и логических. Это позволит создавать логические кубы из меньшего количества физических кубитов и скорее приведет к появлению коммерчески значимых квантовых систем, ведь, как бы мало, собрать сегодня платформу из 1000 физических кубитов — это реально.
Используя квантовую платформу компании Quantinuum на ловушках ионов и фирменный процессор Quantinuum H2, команда исследователей смогла объединить 30 физических кубитов в четыре высоконадежных логических кубита. На этих четырех кубитах было запущено более 14 тыс. алгоритмов, в процессе обработки которых не возникло ошибок. Отдельные эксперименты были посвящены исправлению ошибок логических кубитов без разрушения их состояния. По мнению постановщиков экспериментов, это прорыв и начало новой эпохи квантовых вычислений.
Это шаг в правильном направлении квантовых вычислений. Остается еще много проблем, которые нужно решить, а затем повсеместно внедрить, но теоретически компьютер со 100 логическими кубитами уже может быть полезен для решения некоторых задач, тогда как система с 1000 кубитами, по словам Microsoft, “может обеспечить коммерческое преимущество”.
Работа специалистов Microsoft, посвященная этому исследованию, доступна по ссылке.
Если вы заметили ошибку, выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
