Разработаны коды коррекции ошибок для квантовых компьютеров с сотнями тысяч кубитов
Ученые из Токийского научного института создали новый класс высокоэффективных кодов коррекции ошибок для квантовых компьютеров. Эти коды способны работать с сотнями тысяч кубитов, что открывает путь к созданию масштабируемых отказоустойчивых квантовых вычислителей.
Современные квантовые компьютеры оперируют десятками кубитов, но для решения практических задач в области квантовой химии и криптографии требуются миллионы логических кубитов. Основным препятствием являются ошибки, которые резко возрастают с увеличением числа кубитов.
Доцент Кента Касаи и магистрант Дайки Комото разработали квантовые LDPC-коды, которые приближаются к теоретическому пределу производительности — так называемой «хэш-границе». Как объясняет Касаи: «Наш код коррекции ошибок имеет скорость более 1/2 и предназначен для сотен тысяч логических кубитов. Сложность декодирования пропорциональна числу физических кубитов, что является важным достижением для масштабируемости».
Исследователи использовали аффинные перестановки для создания протографных LDPC-кодов, которые затем преобразовали в коды Калдербанка-Шора-Стейна. Новый метод декодирования одновременно исправляет битовые и фазовые ошибки — два основных типа ошибок в квантовых вычислениях.
В крупномасштабном моделировании новые коды продемонстрировали частоту ошибок кадра всего 10−4 даже для систем с сотнями тысяч кубитов. Это значительно превосходит существующие методы и приближается к теоретическому пределу.
Исследование опубликовано в журнале npj Quantum Information.
ИИ: Это прорывное исследование может стать ключом к созданию практичных квантовых компьютеров. Учитывая, что 2025 год объявлен Годом квантовых технологий в России, разработка японских ученых особенно актуальна для мирового научного сообщества.
0 комментариев