Квантовите изчисления имат потенциал да издигнат цифровата революция до нови висоти.

Те обещават мигновено диагностициране на здравословни заболявания и бързо разработване на нови лекарства; значително ускоряване на времето за реакция в системите с изкуствен интелект за такива чувствителни към латенцията операции като автономното шофиране и пътуването в Космоса; оптимизиране на контрола на трафика в претоварените градове; подпомагане на самолетите да се справят по-добре с екстремни турбуленции; ускоряване на прогнозите за времето, които по-добре подготвят населените места, изправени пред потенциално бедствие, и оптимизиране на системите за веригата за доставки за по-ефективни срокове и намаляване на разходите.

Но човечеството все още не е стигнало дотам, а една от най-големите пречки пред квантовите операции е коригирането на грешките, тъй като именно наличието на повече такива е цената за по-бързите операции в квантовите системи. Квантовите компютри са силно податливи на странично влияние като електромагнитни сигнали, температурни промени и смущения в магнитното поле на Земята, като всички тези “шумове” увеличават обема на грешките.

Самите кюбити, компонентите, характерни за квантовите компютри, също са податливи на грешки в честотите, енергийните нива и силата на свързване, като те могат да доведат до погрешни изчисления.

Квантова надпревара: САЩ и Китай напред в инвестициите, Европа има талантОбщият размер на инвестициите в ЕС е 1,2 млрд. долара, а в САЩ – малко под 4 млрд. долара. В Китай – между 4 и 17 млрд.
За разлика от стандартните компютърни битове, които през повечето време се копират надеждно, кюбитите поради самото си естество не могат да бъдат клонирани, без да се появят неточности. Битовете съхраняват лесно възпроизвеждащи се двоични цифрови състояния, докато кюбитите - данни в сложно математическо квантово състояние, което може да бъде нарушено по време на копирането. Освен това кюбитите остаряват бързо, а влошаването на качеството им също води до грешки.

Сега обаче, пише специализираната платформа PHYS, изследователи от IBM Quantum твърдят, че са разработили система, която значително подобрява откриването на грешки в квантовите изчисления. В онлайн публикация от 28 август те обясняват предизвикателството:

"Стандартният класически процес за корекция на грешки трябва да поправя само грешките при обръщане на битове. Квантовите компютри обаче трябва да коригират повече видове грешки като например фазовите, които могат да повредят допълнителната квантова информация, която носят кюбитите. Техниките трябва също така да коригират грешки без възможност за копиране на неизвестни квантови състояния и без да разрушават основното квантово състояние."

Изследователите на IBM описват процес, който според тях значително съкращава необходимия арсенал, използван понастоящем в квантовите изчисления за регистриране на въпросните грешки.

IBM: Квантовите процесори ще започнат да изместват конвенционалнитеАмериканският технологичен гигант IBM обяви, че е разработил квантов процесор, който, според ръководството на компанията, може да измести конвенционалните микрочипове от много сегменти на пазара в следващите две години
Стандартните кодове на компютърни повърхности - двуизмерни мрежи, наподобяващи шахматна дъска, отдавна се използват успешно за коригиране на неточности, но ефективното управление на кюбитите е значително по-голямо предизвикателство.

Изследователят от IBM Сергей Бравий казва, че много експерти смятат, че устойчивите на грешки квантови компютри ще изискват милиони кюбити, "брой, който според нас е твърде голям, за да бъде практически приложим на този етап на развитие".

Решението на IBM - подобрен код и нов дизайн на разположението на кюбитите - постига резултати, изискващи една десета от броя на физическите кюбити, които понастоящем се използват за коригиране на грешки.

"Практическата корекция на грешки далеч не е решен проблем", признават все пак изследователите. "Въпреки това тези нови кодове и други постижения в областта увеличават увереността ни, че устойчивите на грешки квантови компютри не просто са възможни, но са възможни, без да се налага да се изгражда неразумно голям квантов компютър."

Техният подход понастоящем работи само върху квантовата памет, а не върху изчислителната мощност.

"Тези техники са стъпало към един свят на изчислителни системи, устойчиви на грешки, и нашият нов код ни приближава до този свят. Това е многообещаващ резултат, който ни посочва къде трябва да търсим по-нататък за още по-добри кодове за коригиране на грешки", обясняват още изследователите на IBM.