Google испытала на квантовом процессоре Willow метод подготовки специальных квантовых состояний, который позволил снизить количество ошибок примерно в 40 раз. Технология magic state cultivation (метод выращивания магических состояний) может помочь сделать квантовые компьютеры более масштабируемыми и сократить ресурсы, необходимые для коррекции ошибок.
Магические состояния необходимы для выполнения определенных операций в универсальных квантовых компьютерах. Однако их подготовка с высокой точностью требует значительных ресурсов. По некоторым оценкам, на этот процесс может приходиться до 95% вычислительных возможностей квантовой системы, оставляя меньше ресурсов для самих вычислений.
Метод Google работает как фильтр. Исследователи вводят исходное квантовое состояние в небольшой участок процессора, а затем проводят серию измерений, позволяющих обнаружить ошибки. Неудачные попытки отбрасывают, а прошедшие проверку состояния используют для дальнейших операций.
В ходе эксперимента на Willow исследователи получили так называемые T-состояния с логической точностью 99,99%. Количество ошибок оказалось примерно в 40 раз меньше, чем при подготовке состояний без применения нового метода. При этом проверку прошли лишь около 8% попыток, поэтому эффективность технологии еще предстоит повысить.
Команда также проверила возможность переноса подготовленных состояний между двумя схемами коррекции квантовых ошибок. Состояния перевели из цветового кода с расстоянием 3 в поверхностный код с расстоянием 5. Это показало, что технология может работать с разными подходами к защите квантовой информации.
Google отмечает, что эксперимент подтвердил работоспособность метода на реальном оборудовании. Однако для использования в практических квантовых вычислениях его необходимо испытать в более крупных системах. Технология пока не устраняет все проблемы, связанные с подготовкой магических состояний, но может помочь сократить ресурсы, необходимые для создания масштабируемых квантовых компьютеров.
Читайте также: Google представила ИИ, который в 100 раз снизил затраты на квантовые вычисления