Прорыв к отказоустойчивым квантовым компьютерам: учёные впервые очистили магические состояния
Визуализация открытия.
Команда учёных из компании QuEra Computing, Гарварда и MIT объявила о прорыве на пути к созданию мощных и отказоустойчивых квантовых компьютеров. Впервые в истории им удалось экспериментально провести «дистилляцию магических состояний» — ключевой процесс для выполнения сложных вычислений — на основе защищённых от ошибок логических кубитов.
Для выполнения любых, а не только базовых, задач квантовому компьютеру необходимы специальные ресурсы — так называемые «магические состояния». Однако их создание подвержено ошибкам. Продемонстрированный учёными процесс дистилляции, или «очистки», решает эту проблему: он позволяет из нескольких несовершенных, «шумных» состояний получить одно — высокого качества, с минимальным уровнем ошибок. Это открывает дорогу к универсальным квантовым вычислениям.
Главная новизна эксперимента заключается в том, что дистилляция впервые проведена не на обычных, физических кубитах, а на логических. Логический кубит — это система из нескольких физических кубитов, которая способна самостоятельно обнаруживать и исправлять ошибки. Успешно реализовав протокол на своём квантовом компьютере Gemini, исследователи доказали, что вся цепочка — от защиты информации до создания ресурсов для сложных вычислений — может работать как единый отказоустойчивый механизм.
Это достижение устраняет один из ключевых барьеров на пути к масштабированию квантовых систем. Оно на практике подтверждает жизнеспособность теоретических концепций, разработанных два десятилетия назад, и доказывает, что создание мощных и одновременно надёжных квантовых компьютеров является достижимой инженерной задачей. Прорыв приближает эру, когда квантовые вычисления смогут решать практические задачи, недоступные классическим суперкомпьютерам.
