Поделиться
Найден способ повысить уровень коррекции ошибок квантовых компьютеров без дополнительных кубитов
Российские ученые разработали и применили метод «шагающих кубитов», который упростит внедрение систем исправления ошибок в сверхпроводниковые квантовые компьютеры.
Сложные методы коррекции ошибок
Российские исследователи из НИТУ МИСИС совместно с учеными Российского квантового центра, МФТИ и «Сколтеха» нашли способ применять сложные методы коррекции ошибок в работе квантовых компьютеров без усложнения архитектуры чипа, сообщили CNews в МИСИС.
Теперь, полагают ученые, можно будет ускорить и упростить внедрение систем исправления случайных сбоев в сверхпроводниковые квантовые компьютеры.
«Традиционно применяемый поверхностный код хорошо подходит для сверхпроводниковых процессоров, но с ростом уровня защиты требует все больше физических кубитов. Существуют более эффективные коды коррекции, однако они несовместимы с локальной архитектурой. Мы показали, что динамическая переадресация вспомогательных кубитов может позволить адаптировать такие схемы к существующим процессорам», — сказал научный сотрудник НИТИУ МИСИС Илья Симаков.
«Шагающие кубиты»
Некоторые кубиты в квантовых компьютерах используются как вспомогательные для обнаружения и исправления ошибок, для чего разрабатываются различные методы кодирования квантовой информации.
Такой подход, например, успешно применяют в США и Китае, рассказали в МИСИС, однако во многих случаях эти алгоритмы оказались совместимы лишь с некоторыми машинами. В сверхпроводниковых процессорах применение ряда эффективных кодов затруднено, так как в них кубиты напрямую взаимодействуют только с ближайшими соседями, а не со всей системой.
Российские физики придумали, как добиться результата без усложнения архитектуры. Их подход позволяет «перемещать» вспомогательные кубиты по схеме процессора, организуя взаимодействие между удаленными элементами.
Метод «шагающих кубитов» испытан на сверхпроводниковом квантовом процессоре, работающем в НИТУ МИСИС.
Ошибки квантовых компьютеров
Кубиты — единицы квантовой информации, которые невероятно чувствительны к шумам и возмущениям окружающей среды, таким как изменения температуры и электромагнитные помехи.
Из-за этого ошибки в вычислениях возникают каждые 100−1000 шагов, и квантовые машины просто не справлялись с решением практических задач на том же уровне, что классические процессоры. Даже незначительные нарушения тонкого квантового состояния кубита могут привести к потере данных. Над проблемой снижения количества ошибок и методами их коррекции работают ученые разных стран мира.
В 2025 г. команда из Оксфорда и Осакского университета внедрила систему коррекции ошибок, результатом чего стала всего одна ошибка на 6,7 млн операций. Ученые работали с кубитами на основе ионов изотопов кальция-43, которые удерживали в электромагнитной ловушке в вакууме с помощью лазеров.
А в ноябре 2025 г. IBM представила экспериментальный квантовый процессор Loon с ключевыми компонентами коррекции ошибок, который должен стать платформой для отработки технологий «безошибочного» процессора. Его выпуск планируется в 2029 г., для чего компания заключила соглашение с AMD.
В феврале 2026 г. представители университета МИСИС сообщили CNews о создании системы на основе нейросетей, которая учится находить и исправлять погрешности в квантовых вычислениях.
Короткая ссылка
