Физики из Оксфордского университета установили рекорд точности управления кубитом, снизив уровень ошибок квантовых операций до 0,000015%.
Исследователи побили собственный рекорд десятилетней давности, достигнув беспрецедентной точности в управлении квантовым битом информации. Ошибки теперь происходят лишь раз на 6,7 млн операций. Для сравнения: вероятность того, что человека ударит молния в течение года, составляет примерно один случай на 1,2 млн.
«Насколько нам известно, это самая точная операция с кубитом, когда-либо зафиксированная в мире», — отметил профессор Дэвид Лукас, один из авторов исследования. По его словам, это важный шаг на пути к созданию практических квантовых компьютеров, способных решать реальные задачи.
Высокая точность критична для квантовых вычислений: практические квантовые вычисления требуют миллионов операций на множестве кубитов. При высоком уровне ошибок результат становится недостоверным. Методы коррекции ошибок существуют, но они требуют дополнительных ресурсов: больше кубитов, больше энергии, больше пространства.
Ионная ловушка, разработанная командой Оксфордского университета. Фото: Dr. Jochen Wolf and Dr. Tom Harty
В отличие от традиционного подхода коррекции ошибок с лазерами, оксфордские физики использовали микроволновые сигналы для управления квантовым состоянием ионов кальция. Этот метод устойчивее, дешевле, надежнее, проще интегрируется в чипы и не требует лазеров. Эксперимент провели при комнатной температуре и без магнитного экранирования, что также упрощает систему.
Предыдущий рекорд точности, также установленный командой Оксфорда в 2014 году, составлял одну ошибку на миллион операций. Несмотря на достигнутый успех, исследователи подчеркивают, что впереди еще много работы.
Предыдущий рекорд, также установленный в Оксфорде в 2014 году, составлял одну ошибку на миллион операций. Несмотря на успех, впереди еще много задач. Чтобы создать устойчивый квантовый компьютер, нужно улучшить точность не только одиночных, но и двухкубитных операций. Уровень ошибок в них сейчас гораздо выше: одна примерно на 2000 шагов.
