Раскрыта природа некоторых помех в работе квантовых компьютеров

МОСКВА, 19 декабря. /ТАСС/. Австралийские и европейские физики впервые проследили за процессом формирования случайных ошибок в сверхпроводниковых квантовых компьютерах и обнаружили, что они часто возникают не случайным образом, а в результате перемен в состоянии квантовой системы, порожденных предыдущими ошибками. Это поможет создать новые подходы для коррекции ошибок, сообщила пресс-служба австралийского Университета Макуори.

"Нам впервые удалось реконструировать эволюцию квантового процесса сразу в нескольких точках времени, чего в прошлом никому не удавалось сделать. Это позволило нам не только "увидеть" то, как возникают ошибки в работе квантовых компьютеров, но и проследить за их последующей эволюцией", - заявила старший научный сотрудник Университета Макуори (Австралия) Кристина Джарматци, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Многие физики предполагают, что дальнейшее развитие квантовых компьютеров потребует создания систем, способных автоматически находить и корректировать случайные ошибки в их работе. Подобные сбои неизбежно возникают в работе кубитов, квантовых ячеек памяти и примитивных вычислительных блоков, в результате их взаимодействия с объектами окружающего мира.

Джарматци и ее коллеги обнаружили, что значительная часть этих сбоев возникает не случайным образом, а в результате действия своеобразных "отголосков" предыдущих ошибок или их взаимодействий друг с другом. Ученые пришли к такому выводу при разработке и проверке работы специального подхода, который позволяет считывать состояние и выявлять сбои в работе сверхпроводниковых кубитов сразу несколько раз, а не однократно, как это обычно происходит при работе уже существующих вычислительных систем.

Работу этого подхода ученые проверили в опытах на квантовом компьютере на базе пяти сверхпроводящих кубитов, который был создан в австралийском Университете Квинсленда, а также на облачной квантовой платформе IBM Quantum

Проведенные учеными замеры и на той, и на другой машине показали, что в работе кубитов возникают не только случайные, но и так называемые "немарковские шумы". Так физики называют особые помехи, возникающие в результате воздействия других помех на квантовую систему и формирования у нее своеобразной "памяти" об этих шумах. Последующие опыты помогут понять, как возникают эти неслучайные ошибки и как можно противодействовать их появлению, подытожили исследователи.