Исследователи из Университета Нью-Мексико предложили новый метод для обнаружения ошибок в квантовых компьютерах на основе нейтральных атомов. Этот подход позволяет выявить потерю атомов, которая может привести к неисправимым ошибкам в вычислениях, не разрушая квантовое состояние системы. Работа опубликована в журнале PRX Quantum.
Квантовые компьютеры требуют крайне точной работы с атомами, которые удерживаются при температуре близкой к абсолютному нулю. Даже минимальное повышение температуры может привести к тому, что атомы «исчезают» из системы, нарушая результаты вычислений. Эта проблема становится особенно актуальной с развитием технологий, когда квантовые компьютеры будут использовать миллионы кубитов, и вероятность потерь возрастет экспоненциально.
Доктор Юань-Юй Джау, один из авторов исследования, отметил: «Без решения этой проблемы невозможно продолжать развитие квантовых технологий.»
Для решения проблемы команда ученых разработала метод, который позволяет обнаружить потерю атома, не нарушая его квантовое состояние. Вместо прямого наблюдения за атомом использовались «весы» — сигнал от соседнего атома, который показывает, находится ли атом на месте. Этот метод продемонстрировал точность 93,4%.
Интересно, что этот метод был открыт случайно. Аспирант Мэттью Чоу, работая над отладкой кода для анализа взаимодействий атомов, заметил, что при определённых условиях измерения двух атомов даёт характерный сигнал, который может указывать на отсутствие одного из атомов.
«Я понял, что обнаружил нечто действительно полезное,» — сказал Чоу.
Технология была протестирована на множестве квантовых состояний, и ученые убедились, что метод не разрушает информацию в структуре. Они надеются, что этот метод станет основой для создания систем, автоматически исправляющих ошибки, связанные с потерей атомов в квантовых компьютерах.