78 кубитов Chuang-tzu 2.0 впервые удержали квантовую информацию от хаоса — прорыв в контроле декогеренции

Китайские физики впервые наблюдали и управляли претермализацией на 78-кубитном сверхпроводящем процессоре Chuang-tzu 2.0 — промежуточным стабильным состоянием квантовой системы, в котором хаотизация (thermalization) и потеря информации существенно замедляются.

Исследователи из Института физики Китайской академии наук (Пекин) применили специально подобранные последовательности управляющих импульсов, чтобы регулировать длительность, форму и момент наступления этой «плато"-фазы. В результате они смогли замедлить или ускорить переход системы к полному хаосу, создав контролируемое временное окно, в течение которого квантовая информация сохраняется дольше обычного.

Профессор Фан Хэн отметил, что для квантовой системы почти со 100 кубитами пространство состояний настолько огромно, что полная классическая симуляция становится невозможной. Квантовый процессор позволяет напрямую наблюдать и воспроизводить такие сложные динамические процессы.

По словам ученого, во время плато претермализации хаос удерживается под контролем, после чего сложность резко возрастает и информация быстро распределяется по всей системе. Это плато открывает потенциальное окно для использования квантовой информации до того, как произойдет декогеренция.

Работа демонстрирует, что управляемая претермализация может стать основой для защиты кубитов от быстрой потери когерентности и разработки более эффективных схем квантовой коррекции ошибок. Эксперимент проведен на двумерном сверхпроводящем массиве из 78 кубитов, который выступает естественным симулятором динамики многих тел, недоступной для классических суперкомпьютеров.

Источник: interestingengineering