Гиперкубы против ошибок: как тессеракты спасают квантовые компьютеры

Можно ли упростить коррекцию ошибок в квантовых системах и при этом не жертвовать качеством? Канадские физики утверждают — можно. И делают это с помощью… гиперкубов.

Компания Nord Quantique представила оригинальный способ защиты квантовой информации. Исследователи предложили кодировать данные с использованием тессерактов — четырёхмерных аналогов обычного куба. Это решение значительно снижает сложность построения квантовых систем и повышает их устойчивость к сбоям.

Почему это важно

Главная сложность квантовых компьютеров — необходимость использования десятков физических кубитов для создания одного надёжного логического кубита. А это требует энергии, ресурсов и места. Новый подход решает эту проблему.

"Наш метод позволяет собирать компьютеры, которые столь же эффективно исправляют ошибки, как традиционные решения, но при этом проще и экономичнее", — рассказал исполнительный директор Жюльен Камиран-Лемир.

В чём суть технологии

Отличие нового подхода в том, что информация хранится сразу в нескольких наборах квантовых колебаний, а не в одном. Это усиливает защиту логического состояния, снижая риск его разрушения случайными помехами.

Для этого используются особые резонаторы — сверхпроводящие структуры из алюминия, внутри которых информация записывается в четырёхмерной форме. Каждый резонатор — это уже готовый логический кубит.

Проверено в деле

Тесты показали: такие кубиты сохраняют данные на протяжении минимум 32 циклов коррекции ошибок, эффективно противодействуя:

• Фазовым сдвигам.
• Случайному обращению.
• Сбоям в управляющих схемах.

Будущее уже рядом

Благодаря этой архитектуре квантовые компьютеры станут компактнее: система из 1000 кубитов займёт всего 20 квадратных метров. И сможет за час решать задачи, с которыми суперкомпьютерам потребуется 9 дней.

Это делает квантовые вычисления масштабируемыми и приближает нас к созданию по-настоящему мощных квантовых машин.

Уточнения

Тессера́кт (от др.-греч. τέσσαρες ἀκτῖνες - "четыре луча") — четырёхмерный гиперкуб, аналог обычного трёхмерного куба в четырёхмерном пространстве. Другие названия: 4-куб, тетраку́б, восьмияче́йник, октахо́р (от др.-греч. οκτώ "восемь" + χώρος "место, пространство"), гиперкуб (если число измерений не оговаривается).