Международная группа исследователей из Университета Инсбрука (Австрия) и Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (Германия) достигла значительного успеха в решении одной из ключевых проблем квантовых вычислений. Впервые в истории учёным удалось реализовать универсальный набор квантовых операций, используя комбинацию двух различных кодов коррекции ошибок на квантовом компьютере с ионными ловушками.

В отличие от классических компьютеров, где ошибки можно обнаружить путём простого сравнения копий данных, квантовые компьютеры сталкиваются с уникальной проблемой: невозможностью копирования неизвестного квантового состояния. Это существенно усложняет процесс обнаружения и исправления ошибок в квантовых вычислениях.

Квантовый компьютер в Инсбруке выполняет вычисления, используя алгоритмы с переключением между двумя различными кодами квантовой коррекции ошибок, что позволяет реализовать вычислительные операции с повышенной точностью. Источник: Helene Hainzer

Для решения этой проблемы исследовательская группа под руководством доктора Томаса Монца из Департамента экспериментальной физики Университета Инсбрука и профессора Маркуса Мюллера из Института квантовой информации RWTH Ахена разработала инновационный подход. Их метод позволяет квантовому компьютеру динамически переключаться между двумя различными кодами коррекции ошибок, сохраняя при этом устойчивость к сбоям.

«Когда в первом коде появляется логический вентиль, который сложно реализовать, квантовый компьютер может переключиться на второй код. Это значительно упрощает реализацию всех необходимых для вычислений операций», – поясняет Фридерике Бутт, аспирантка из исследовательской группы Мюллера, которая разработала квантовые схемы для эксперимента.

Иван Погорелов, аспирант из исследовательской группы в Инсбруке, подчеркнул историческое значение достижения: «Мы впервые смогли реализовать универсальный набор квантовых вентилей на квантовом компьютере с ионными ловушками, используя два объединённых кода квантовой коррекции ошибок».

Подробнее на iXBT