IBM заявляет о прорыве в коррекции квантовых ошибок

Эдд Джент, IEEE Spectrum: Компания IBM представила новую архитектуру квантовых вычислений, которая, по ее утверждению, значительно сократит количество кубитов, необходимых для коррекции ошибок. Это достижение является ключевым для реализации цели компании – создания крупномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера Starling, который будет доступен клиентам к 2029 году. Учитывая присущую кубитам (квантово-эквиваленту битов), составляющим основу квантовых компьютеров, ненадежность, коррекция ошибок будет иметь решающее значение для создания надежных и крупномасштабных устройств.

Подходы к коррекции ошибок распространяют каждую единицу информации на множество физических кубитов, формируя так называемые "логические кубиты". Это обеспечивает избыточность и защиту от ошибок в отдельных физических кубитах. Одним из наиболее популярных подходов является поверхностный код (surface code), для реализации одного логического кубита которого требуется около 1000 физических кубитов. Изначально IBM сосредоточилась именно на этом подходе, но в итоге компания пришла к выводу, что создание аппаратног обеспечения для его поддержки является "инженерной утопией", – заявил на пресс-брифинге Джей Гамбетта (Jay Gambetta), вице-президент IBM Quantum.

Примерно в 2019 году компания начала изучать альтернативные варианты. В статье, опубликованной в журнале Nature в прошлом году, исследователи IBM представили новую схему коррекции ошибок, называемую кодами квантовой проверки четности низкой плотности (qLDPC), которая требует примерно в десять раз меньше кубитов, чем поверхностные коды. Теперь компания представила новую архитектору квантовых вычислений, которая позволяет реализовать этот новый подход. "Мы нашли решение для квантовой коррекции ошибок, и у нас есть план по созданию первого крупномасштабного отказоустойчивого квантового компьютера", – заявил Гамбетта, также являющийся IBM Fellow. "Мы уверены, что теперь вопрос заключается в инженерной реализации этих машин, а не в науке".