В ході дослідження набір універсальних вентилів, або квантових схем застосували на квантовому комп’ютері з іонною пасткою.
Квантові комп’ютери – це передові машини, здатні виконувати складні завдання і обчислення, використовуючи закони квантової механіки. Вони застосовуються в дослідженнях, пов’язаних зі штучним інтелектом, виробництвом ліків, зміною клімату, кібербезпекою та іншими областями. Дослідження, нещодавно опубліковане в журналі Nature, розкриває ряд обчислювальних операцій, які можуть зробити квантові комп’ютери більш точними, ніж будь-коли.
Оскільки квантові комп’ютери вирішують завдання, занадто складні навіть для класичних суперкомп’ютерів, їм доводиться мати справу з величезними обсягами даних. Це робить їх більш сприйнятливими до перешкод, які викликають появи помилок. Хоча б одна з них може привести до втрати великої кількості цінної інформації. Тому інженери та вчені постачають квантові комп’ютери надійними механізмами виправлення помилок, щоб уникнути будь-яких розбіжностей.
Група дослідників з Німецького університету Інсбрука, Рейнсько-Вестфальського технічного університету Ахена і Юліхського дослідницького центру запропонувала метод, який може привести до появи безпомилкових квантових комп’ютерів.
Звичайний комп’ютер уникає помилок, створюючи надлишкові копії інформації у вигляді бітів. Копії надалі використовуються для перевірки даних. Однак закони квантової механіки не дозволяють копіювати дані з одного кубіту в інший. Так що у випадку з квантовими комп’ютерами замість копіювання вчені розподіляють дані по численних фізичних кубітів для досягнення інформаційної надмірності для вирішення завдань.
- Названі 4 причини вибухів наднових
- У середньовічному палімпсесті знайшли втрачений рукопис Птолемея (фото)
Дослідники з Німеччини придумали обчислювальну операцію, яка включає в себе два логічних квантових біта і може використовуватися для вирішення будь-яких завдань. Згадана операція фактично представлена набором універсальних вентилів або квантових схем, здатних обробляти всі види математичної інформації. Автори дослідження стверджують, що універсальний набір можна використовувати у квантовому комп’ютері для програмування всіх алгоритмів.
В ході дослідження його застосували на квантовому комп’ютері з іонною пасткою. Ця машина обробляє квантову інформацію за допомогою руху заряджених атомних частинок, зважених у вільному просторі під дією електромагнітного поля. Всього комп’ютер з іонною пасткою містив 16 атомів.
Два логічних біти набору, звані вентилем CNOT і вентилем T, зберігають квантову інформацію. Кожен біт був розділений на сім атомів, і вперше вчені змогли реалізувати універсальний вентиль на відмовостійких бітах. Відмовостійкість – це здатність системи продовжувати свою роботу навіть після виходу з ладу деяких її вузлів.