Квантовите компютри – все по-възможни

Физици от Йейлския университет са направили следващата ключова стъпка към разработването на квантовите компютри – теоретично възможни машини, които ако един ден се реализират на практика, ще пратят и най-съвременните суперкомпюри при ламповите им предшественици от средата на миналия век.

В публикуваното в сп. Nature изследване физиците демонстрират най-простата възможна система за корекция на квантовите грешки. Така за първи път е открит начин за справяне с присъщата чувствителност на квантовите компютри и грешките, които произлизат от нея.

"Без корекция на грешките няма да сте в състояние да създадете квантов компютър, който да обработва информацията със експоненциално растяща скорост", обяснява д-р Матю Рийд, един от основните автори на изследването. "В противен случай дори малките грешки в началото на изчисленията неумолимо ще се натрупат, което ще доведе до срив в цялата операция", допълва той.

В основата на квантовите компютри стоят квантовите битове (кюбити), които са носители на информация. Като кюбити могат да се използват множество видове елементарни частици - йони, молекули или фотони. Учените от Йейл създали своите кюбити от "изкуствени" атоми, използвайки свръхпроводници. Всеки кюбит може да заеме едно от двете състояния - 0 или 1, или двете едновременно (състояние на суперпозиция).

За да работят квантовите компютри, те трябва да разпознават и интерпретират правилно тези състояния на кюбитите, които от своя страна имат неприятната склонност да променят състоянието си, което води до грешки в изчисленията.

За да решат този проблем, специалистите разработили техника за отстраняване на грешките в т.нар. "система в твърдо състояние" – електронно устройство, аналогично на конвенционалния компютърен чип. Методът включва идентифициране на първичното състояние на кюбитите, улавяне на промените и поправката им, когато това е необходимо (при грешки).

Този успех, в комбинация със скорошния пробив в създаването на по-кохерентни кюбити, показва възможността на свръхпроводниковите вериги да се превърнат в платформа, върху която да бъде създаден работещ квантов компютър, обяснява Робърт Шолкопф, ръководител на проекта.

Сред успехите на учените от Йейл се нарежда и разработеният в миналото първи елементарен квантов процесор в твърдо състояние – устройство, което на външен вид изглежда като конвенционален микропроцесор.