D-Wave разработала двухкубитный гейт, помечающий ошибки как потери фотонов
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Ученые из D-Wave Quantum Inc. разработали двухкубитный запутывающий гейт, который автоматически помечает наиболее частые ошибки как обнаруживаемые потери фотонов, сообщается в статье журнала Nature. Гейт работает за 500 наносекунд и сохраняет способность обнаружения ошибок, не давая им превращаться в скрытые сбои, в то время как обычная коррекция ошибок требует большого количества дополнительных кубитов.
Механизм гейта
Аппаратная реализация разделяет каждый кубит между двумя сверхпроводящими микроволновыми резонаторами. Для запутывания фотон кратковременно перемещается в центральный мост, где происходит взаимодействие, а затем возвращается обратно. Этот сверхбыстрый гейт типа controlled-Z завершается за 500 нс. Ключевое преимущество — сохранение встроенного обнаружения ошибок, которое в предыдущих попытках часто нарушалось, превращая явные сбои в скрытые.
Уровни ошибок и иерархия
Исследователи протестировали гейт, создав запутанное состояние двух кубитов и выполнив случайные последовательности операций. Около 0,5% операций приводили к детектируемым потерям фотонов, которые автоматически помечались системой. Скрытые ошибки оставались на уровне ниже 0,1% на гейт, а ошибки переворота битов — катастрофические смены состояний — происходили примерно раз в миллион операций. Авторы подтверждают, что иерархия ошибок в значительной степени сохраняется, то есть большинство сбоев остаются помеченными.
Перспективы масштабирования
Компьютерное моделирование показало, что благодаря сохранению флагов ошибок вместо их скрытия более крупные квантовые компьютеры на основе таких гейтов смогут эффективнее подавлять ошибки по мере роста числа кубитов. Хотя управляющий кубит испытывает чуть большую нагрузку, общее преимущество в коррекции ошибок значительно. Такой подход ускоряет создание систем с коррекцией ошибок, способных быстро подавлять сбои при масштабировании.
Что дальше
Следующим шагом D-Wave станет интеграция этого гейта в более крупные массивы кубитов и демонстрация подавления ошибок в многокубитных системах. Остается неясным, как характеристики гейта сохранятся при повышенной сложности полномасштабных квантовых процессоров и сможет ли промышленное производство стабильно воспроизводить такие результаты.
1 источник
D-Wave разработала двухкубитный гейт, помечающий ошибки как потери фотонов
