Парі на чорничне морозиво наблизило появу надійних квантових комп’ютерів

Дружнє парі щодо морозива з чорницею допомогло дослідникам вирішити одну з найбільших проблем квантових обчислень. Вчені з Університету Ратгерса, компанії IBM та інших установ продемонстрували метод, який дозволяє квантовій системі виявляти та виправляти помилки під час виконання обчислень.

На відміну від звичайних комп’ютерів, які обробляють інформацію за допомогою бітів, що приймають значення «нуль» або «один», квантові комп’ютери базуються на кубітах. Ці чутливі одиниці можуть існувати в декількох станах, що надає квантовим машинам надзвичайний обчислювальний потенціал. Однак навіть найменші збурення від тепла, електромагнітних полів або навколишнього шуму можуть порушити їхні стани та зіпсувати обчислення.

Сто кубітів повертаються до стану порядку

Команда протестувала свій підхід, використовуючи 156-кубітний процесор Heron від IBM. Дослідники запрограмували ланцюжок із 100 кубітів так, щоб він чергував між конкуруючими процесами, які створювали безлад і відновлювали стабільність.

Ключовим фактором був час. Коли система перевіряла та скидала кубіти занадто рідко, панував хаос. Часті перевірки дали вражаючий результат: весь ланцюг перейшов у стабільний, контрольований стан. Ця раптова зміна нагадує фазовий перехід, подібний до замерзання води в лід.

Це дослідження також має несподівано людське походження. У 2021 році фізики Джедедія Пікслей та Шрірам Ганешан дискутували, чи можна пояснити незвичайний квантовий ефект за допомогою традиційної фізики. Той, хто програє, мав пригостити переможця морозивом із чорницею. Пікслей програв парі, але їхня суперечка допомогла надихнути на створення теорії, яку дослідники IBM згодом перевірили експериментально.

Наш висновок 

Ми вважаємо, що це дослідження є значущим кроком на шляху до створення квантових комп’ютерів, здатних надійно працювати в реальному світі. Більш стабільні машини з часом можуть допомогти дослідникам розробляти ліки, відкривати новітні матеріали та вирішувати задачі, які сьогодні недосяжні для сучасних комп’ютерів. Однак для створення практичних, відмовостійких квантових обчислювальних систем ще потрібен значний прогрес.

Поділіться цією історією з кимось, хто цікавиться майбутнім технологій, та ознайомтеся з іншими нашими статтями, щоб дізнатися про інші відкриття, що формують майбутнє.