Прорив у квантових обчисленнях: логічні кубіти досягли 96% виживаності на процесорі IBM Heron
Група дослідників із Сіднейського університету спільно з інженерами IBM зробила значний крок уперед у галузі відмовостійких квантових обчислень. Їм вдалося підвищити збереженість логічних кубітів до 96% на передовому 156-кубітному надпровідниковому процесорі IBM Quantum Heron r2. Цей результат було досягнуто завдяки впровадженню принципово нового механізму корекції помилок, який вирішує одну з найгостріших проблем сучасної квантової фізики.
Головним ворогом стабільної роботи квантових машин залишається так званий «шум простою». Він виникає в моменти, коли система змушена призупиняти обчислення для проведення проміжних вимірювань кубітів — критично важливої процедури для виявлення та виправлення помилок. Проблема в тому, що під час цих пауз інші компоненти процесора втрачають когерентність, що породжує нові збої, зводячи нанівець зусилля з корекції.
Щоб розірвати це замкнене коло, фізики повністю переробили архітектуру схем виправлення помилок. Ключовим нововведенням стало радикальне скорочення часу, протягом якого обчислення перебувають у «замороженому» стані. Оптимізація алгоритмів дозволила підняти показник виживаності логічних кубітів за один цикл виправлення помилок з менш ніж 90% до вражаючих 96%. Як зазначає керівник проєкту Стівен Бартлетт, цей процес повторюється багаторазово на кожному етапі роботи, і вимушений простій є серйозною перешкодою для створення надійних систем.
Від лабораторії до промислового масштабу
Хоча цей результат було отримано в контрольованих лабораторних умовах на одному процесорі, його значення для індустрії важко переоцінити. Масштабованість і відмовостійкість залишаються головними бар'єрами на шляху до практичного застосування квантових комп'ютерів. Раніше IBM уже просунулася в корекції квантових помилок, а також запланувала досягти перших підтверджених випадків квантової переваги до кінця 2026 року. Досягнення 96% збереженості — це не просто цифра; це демонстрація того, що шлях до стабільних квантових обчислень реальний, хоча й потребує подальших фундаментальних досліджень.
Думка експерта: Індустрія вже давно шукає способи боротьби з декогеренцією, і вирішення проблеми «шуму простою» — один із найелегантніших способів підвищити точність без нарощування сирої обчислювальної потужності. Якщо цю методику вдасться масштабувати на процесори з тисячами кубітів, ми можемо побачити прискорення термінів появи комерційно корисних квантових машин раніше, ніж прогнозують багато аналітиків.