Практикалық кванттық есептеулерге жолдағы басты кедергілердің бірі – қателердің жинақталуы мәселесі, бұл ұзақ есептеулерді іс жүзінде мүмкін емес етеді. Сидней университетінің ғалымдар тобы IBM инженерлерімен бірлесіп жүргізген соңғы зерттеулер ең қауіпті ақау көздерінің бірі – кванттық күйлерді түзету үшін есептеулер барысында орындалатын өлшеулерге жарық түсірді.
Ақпарат нәзік кубиттерде сақталатын кванттық жүйелерде кез келген сыртқы әсер кванттық күйдің бұзылуына әкелуі мүмкін. Бұған қарсы тұру үшін жеке физикалық кубиттерді тікелей бақылаусыз қателерді анықтап, түзете алатын құрамдас құрылымдар – логикалық кубиттер қолданылады. Алайда, жаңа зерттеу көрсеткендей, түзету үшін қажет өлшеу процесінің өзі қосымша шулар мен бұрмалаулар тудырады, бұл жүйенің өнімділігін нашарлатуы мүмкін.
Тұрақсыздық көзі ретіндегі өлшеу
Ғалымдар логикалық кубиттердің күйін тексеру үшін қолданылатын стандартты өлшеу хаттамалары әрбір түзету циклімен жинақталатын жүйелі қателерді енгізетінін анықтады. Бұл парадоксалды жағдайды тудырады: қателерді түзету әрекеттерінің өзі олардың көзіне айналады. Жұмыс барысында өлшеу тізбектері іске қосылғанда пайда болатын жылулық флуктуациялар мен электромагниттік кедергілерді қоса алғанда, әртүрлі шу түрлері талданды.
Ұсынылған шешімдер өлшеулер арасындағы уақыт аралықтарын оңтайландыруды және ағымдағы шу деңгейіне байланысты түзету параметрлерін динамикалық түрде өзгерте алатын бейімделгіш алгоритмдерді қолдануды қамтиды. Эксперименттер мұндай тәсіл дәстүрлі әдістермен салыстырғанда логикалық кубиттердің сенімділігін 30-40%-ға арттыруға мүмкіндік беретінін көрсетті.
Ақауға төзімділікке жол
Бұл жаңалық – жай академиялық қызығушылық емес. Ол бізді деректерді жоғалтпай миллиондаған операцияларды орындауға қабілетті ақауға төзімді кванттық компьютерлерді құруға жақындатады. Кванттық есептеулер факторизация мен осалдықтарды іздеу саласында төңкеріс жасауға уәде беретін криптографиялық жүйелер үшін бұл әсіресе маңызды.
Менің кәсіби көзқарасым бойынша, бұл серпіліс кванттық технологияларды коммерциялық жобаларға енгізудің уақыт шеңберін түбегейлі өзгертуі мүмкін. Егер бұрын толыққанды ақауға төзімді жүйелер 2030 жылдан ерте пайда болмайды деп есептелсе, енді бұл мерзім 2027-2028 жылдарға дейін қысқаруы мүмкін. Криптовалюта және блокчейн индустриясы үшін бұл посткванттық дәуірге қазірден дайындықты бастау қажеттігін білдіреді, әйтпесе көптеген қолданыстағы шифрлау алгоритмдері күтілгеннен ерте осал болып қалады.