Дослідники вперше продемонстрували повний набір універсальних квантових операцій. Вони використали неабелеві аніони, і це може стати проривом у створенні надійних і безвідмовних квантових комп'ютерів.
Практичний квантовий комп'ютер повинен бути здатним виконувати будь-які типи алгоритмів, подібно до того, як звичайний ноутбук запускає найрізноманітніші програми.
Читайте також:
Логіка — у кубіт. Квантовий комп’ютер узяв участь у розв’язанні складної математичної задачі Група вчених із Чиказького університету, Гарварду, Університету Стоуні-Брук і компанії Quantinuum зробила важливий крок до цієї мети, створивши та протестувавши повний набір операцій на основі неабелевих аніонів.
Результати їхньої роботи, опубліковані в журналі Nature, вперше на практиці доводять універсальність такого підходу для квантових обчислень.
Головною перешкодою на шляху до створення потужних квантових машин залишається їхня надзвичайна вразливість до помилок. Зазвичай для захисту даних інженери розподіляють інформацію між багатьма фізичними кубітами, однак це не завжди забезпечує виконання всіх операцій,
необхідних для обчислень. Щоб компенсувати нестачу команд, дослідники часто використовують спеціальні ресурси — «магічні стани», отримання яких потребує складного й ресурсомісткого процесу дистиляції. Нове дослідження доводить, що використання неабелевих аніонів дозволяє уникнути цього дороговартісного етапу.
На відміну від звичайних кубітних систем, неабелеві аніони не існують у природі як окремі матеріальні об'єкти. Науковці формують їх усередині квантових схем, заплутуючи велику кількість звичайних кубітів у колективний стан, що підпорядковується унікальним правилам «альтернативного всесвіту». Використовуючи процесор на захоплених іонах із 54 заплутаними кубітами від компанії Quantinuum, дослідники застосували симетрію S3 (яка відповідає поворотам і відбиттям рівностороннього трикутника) і створили відповідні квазічастинки. Поєднуючи операції «плетіння» та «злиття», команда закодувала топологічні кутріти, здатні зберігати три рівні інформації замість двох.
Отримані результати відкривають нові можливості не лише для побудови архітектури майбутніх суперкомп’ютерів, а й для вивчення фундаментальних законів фізики. Наступним етапом роботи стане інтеграція цих операцій із системами активної корекції помилок, що наблизить нас до створення повноцінних квантових комп’ютерів для масового застосування.
Читайте також:
Алмази замість надпровідників. В Японії компанія створила революційний квантовий комп’ютер
