Благодаря настойчивой работе ведущих австралийских исследователей из Сиднейского университета под руководством Доминика Уильямсона и Нуэдина Баспина, квантовые вычисления делают уверенный шаг к будущему. Им удалось выработать новаторский механизм коррекции ошибок, способный принципиально изменить подход к созданию квантовых компьютеров нового поколения и эффективных систем хранения квантовых данных.
Революция: новый уровень контроля над ошибками в кубитах
Основной задачей, тормозившей развитие полностью масштабируемых квантовых компьютеров, была неспособность существующих систем адекватно справляться с ошибками, возникающими из-за сверхчувствительности кубитов к помехам. Команда из Наноинститута Сиднейского университета реализовала идею многоуровневой коррекции ошибок, работающей не только вдоль одной протяжённой линии, а сразу в двумерных поверхностях трёхмерных массивов. Благодаря этому стало возможным охватывать существенно больший объём информации меньшим количеством физических кубитов, сокращая ресурсоёмкость и повышая надёжность системы.
Как отмечает Доминик Уильямсон, такой подход — ключ к массовому внедрению квантовых технологий: “Раньше возникала необходимость использовать множество дополнительных кубитов для компенсации ошибок, что затрудняло масштабирование. Наше решение позволяет строить более компактные и устойчивые к ошибкам платформы квантовой памяти”.
Совершенствование «квантового жёсткого диска»
Появившаяся архитектура фактически приближает к реальности концепцию квантового “жёсткого диска” — универсального хранилища для колоссальных, ранее недоступных объёмов данных. Почти десятилетнее противостояние закономерно завершилось победой учёных, открывших путь к практическому применению новых методов хранения и передачи квантовой информации. В условиях полного масштабирования новая система потенциально сможет не только “лечить” ошибки, но и обеспечивать работу с огромными наборами данных, используя минимум физических ресурсов. Данное новшество особенно ценно для будущего сверхнадёжных квантовых сетей и облачных вычислений.
Крупнейшие мировые прорывы: вклад Google, IBM, Rigetti и других
Реформы в области теории коррекции ошибок открывают простор для технологических гигантов, стремящихся коммерциализировать вычисления следующего поколения. Так, Google обратила на себя внимание технологического сообщества, решив сложнейшую задачу всего за пару сотен секунд, тогда как классическим суперкомпьютерам на это потребовались бы тысячелетия.
IBM, IonQ, Rigetti Computing, IQM, Origin Quantum, PASQAL — эти компании активно внедряют на рынок всё новые, более мощные квантовые машины, которые уже находят применение в научных исследованиях, индустрии и бизнесе по всему миру. Их технологии совершенствуются в невероятно быстром темпе, и всё больше организаций становятся клиентами этих производителей, приобретая квантовые процессоры для практических задач. Применяются разнообразные алгоритмы коррекции и смягчения ошибок, чтобы повысить стабильность вычислений.
Участники квантовой гонки — не только США, но и сильные команды Японии, Канады, Финляндии, Великобритании, Китая энергично вносят свой вклад в общее дело.
Россия в мировом квантовом сообществе: успехи МГТУ им. Баумана и ВНИИА им. Н. Л. Духова
Летом 2024 года научное сообщество России пополнилось ещё одним гордым достижением. Специалисты из Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики (ВНИИА) им. Н. Л. Духова представили отечественный сверхпроводниковый квантовый процессор. Экспериментальные результаты показали удивительную точность: простейшие однокубитные алгоритмы выполняются с погрешностью меньше 0,24%, а более сложные операции — с точностью свыше 99%. Этот мощный прорыв стал возможен благодаря тесному взаимодействию инженерных, теоретических и образовательных структур.
Таким образом, Россия достойно занимает позицию среди мировых лидеров по разработке сверхточных и надёжных квантовых процессоров, а сама отечественная школа квантовой инженерии получает новое дыхание.
Будущее квантовых вычислений: оптимизм и масштабируемость
Позитивные перемены, происходящие в сфере квантовых технологий, открывают феноменальные перспективы практически во всех отраслях человеческой деятельности: от криптографии и моделирования сложных физических систем до искусственного интеллекта и глубокого анализа больших данных. Проблема коррекции ошибок, долгие десятилетия останавливавшая инженеров, теперь постепенно уходит в прошлое — усилиями таких учёных, как Доминик Уильямсон, и целых коллективов в ведущих исследовательских центрах мира.
Неустанное внедрение передовых коррекционных кодов позволяет разрабатывать всё более надёжные квантовые хранилища, способные масштабироваться практически без ограничений. В скором времени мы станем свидетелями появления коммерческих систем, способных работать со сверхбольшими массивами информации, что увеличит скорость вычислений, защитит данные от потерь и откроет горизонты для новых научных и инженерных свершений.
Оптимистичный взгляд на квантовую эру
От инженерных лабораторий Google до научных центров МГТУ им. Баумана и Сиднейского университета — эра квантовых технологий становится реальностью. Благодаря объединенным усилиям специалистов из самых разных стран, отрасль демонстрирует беспрецедентный рост, вбирая лучшие коллективные инновации. Всё это даёт основания ожидать, что в ближайшие годы мир увидит принципиально иные вычислительные мощности, способные решать задачи, ранее кажущиеся невозможными.
Новые достижения Доминика Уильямсона и Нуэдина Баспина, прогресс компаний IBM, Rigetti Computing, PASQAL, а также вдохновляющие успехи российских учёных — всё это звенья одной цепи, приближающей нас к эпохе масштабируемых, энергоэффективных и защищённых квантовых компьютеров.
Источник: biz.cnews.ru
