Представьте круги на воде от капель дождя: они расходятся, накладываются друг на друга, где-то усиливаясь, а где-то гася друг друга. Похожим образом работает и квантовый компьютер.
В отличие от обычных компьютеров, оперирующих нулями и единицами, квантовые машины используют состояния, которые являются одновременно и нулем, и единицей. Эти состояния ведут себя как волны: при вычислениях варианты, ведущие к правильному ответу, усиливаются, а неверные — подавляются. Благодаря этому квантовый компьютер способен перебирать множество возможных решений одновременно, тогда как обычный проверяет их по очереди.
Однако у этих перспективных машин есть серьезная проблема. Квантовые состояния чрезвычайно хрупки: малейшие колебания температуры, электромагнитный шум от соседнего оборудования или едва заметные вибрации могут разрушить вычислительный процесс. Поэтому технология квантовой коррекции ошибок, которая обнаруживает сбои и исправляет их, критически важна для правильной работы квантового компьютера.
За многие годы ученые разработали множество методов коррекции, но все они упирались в потолок точности, не позволявший приблизиться к теоретическому пределу — так называемой границе хеширования. Из-за этого достичь сверхвысокой точности, необходимой для масштабных квантовых вычислений, не удавалось.
Команда специалистов Токийского института науки под руководством доцента Кенты Касаи обнаружила, что в традиционных схемах квантовых компьютеров существует встроенный дефект: в процессе вычислений сама информация провоцирует ошибки, и часть из них неизбежно сохраняется даже в идеальных условиях. Ученые разработали новый механизм, устраняющий именно этот источник сбоев, и таким образом создали метод коррекции ошибок, который почти достигает теоретического предела точности.
Источник: hi-tech.mail.ru