Учёные научили квантовые компьютеры не ошибаться в вычислениях

Что случилось? Команда экспериментальных физиков из Инсбрукского университета создала универсальный набор компьютерных инструкций на устойчивых к сбоям квантовых битах. С помощью этого набора можно написать любой алгоритм и не испортить его квантовыми ошибками.

Чем опасны квантовые ошибки? Квантовые компьютеры очень чувствительны к помехам, которые могут бесконтрольно распространяться в системе и приводить к потере информации. Поэтому квантовым компьютерам нужны механизмы исправления ошибок — например, устойчивые к ошибкам квантовые биты.

Фундаментальные законы квантовой механики гласят, что копирование квантовой информации запрещено, но её можно дублировать путём распределения логической квантовой информации в запутанном состоянии нескольких физических систем — например, использовать несколько отдельных атомов.

В закодированных логических квантовых битах хранимая информация защищена от ошибок. Но она бесполезна, если её нельзя использовать в вычислениях, а как раз они не защищены от сбоев.

Что сделали учёные? Они создали два вычислительных элемента на устойчивых к ошибкам квантовых битах — это логический CNOT- и T-вентиль. Эти два вентиля позволяют создавать из них любые логические элементы — например, логические «И», «ИЛИ» и «НЕ».

Физики продемонстрировали работу T-вентиля и показали, как логический квантовый бит телепортируется к другому квантовому биту с помощью квантовых инструкций.

Какие результаты? Созданные учёными операции устроены так, что возникающие ошибки можно обнаружить и скорректировать. Получается, что учёные и правда смогли сделать первый в истории квантовых компьютеров универсальный набор вентилей для квантовых битов.

Подробнее об открытии учёных из Инсбрукского университета можно прочитать на сайте университета.