В Швеции предложили ускорить квантовые операции более чем в тысячу раз
Метод исследователей из Технологического университета Чалмерса позволяет выполнять операции с бозонными квантовыми кодами за один цикл управления вместо нескольких тысяч. Пока это теоретическая работа; учёные обсуждают её экспериментальную проверку.
Исследователи Технологического университета Чалмерса в Швеции предложили способ существенно ускорить операции, необходимые для работы бозонных квантовых кодов. По их расчётам, широкий набор таких операций можно выполнить за один цикл управляющего воздействия вместо нескольких тысяч — то есть более чем в тысячу раз быстрее.
Работа посвящена одной из ключевых проблем квантовых вычислений: квантовые состояния крайне чувствительны к внешним воздействиям. Электрический шум, космическое излучение и перегрев способны вносить ошибки в вычисления. Чем дольше длится операция, тем больше вероятность, что ошибки накопятся раньше, чем их удастся исправить.
Авторы рассматривают бозонные коды — подход, при котором квантовую информацию хранят не в отдельных кубитах, а в микроволновых полях сверхпроводящих схем. Такой способ, по словам исследователей, лучше защищает информацию от некоторых типов ошибок.
Обычно подготовка и управление нужными квантовыми состояниями требует тысяч повторяющихся циклов управления. Новая стратегия опирается на набор так называемых квантовых решётчатых вентилей, ранее предложенный этой же исследовательской группой. Он должен позволить выполнять требуемое преобразование за один цикл, сократив время работы и число возможностей для внешних помех исказить состояние.
Метод рассчитан прежде всего на сверхпроводниковые квантовые компьютеры. В Чалмерсе также разрабатывают 100-кубитный квантовый компьютер на этой технологии. Авторы сообщают, что уже обсуждают возможную экспериментальную реализацию с коллегами, однако продемонстрирована ли методика на оборудовании, в представленном сообщении не говорится.
Теоретическое исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Его цель — упростить быстрое и надёжное создание и управление состояниями, которые могут использоваться для коррекции ошибок в будущих квантовых компьютерах.