Google сократила ошибки квантового процессора в 40 раз

Команда Google Quantum AI объявила, что на квантовом процессоре Willow впервые удалось применить метод «культивирования магических состояний», который сокращает ошибки в 40 раз по сравнению с состоянием без него. Результаты опубликованы в журнале Science.

«Магические состояния» — хрупкие компоненты, необходимые для выполнения универсальных квантовых операций, выходящих за пределы классических вычислений. Раньше на их создание уходило до 95% мощности квантового компьютера.

Метод работает как фильтр: в чип вводят шумное состояние, проводят серию скоординированных измерений, отбрасывают неудачные варианты и сохраняют чистые. В ходе эксперимента точность подготовки Т-состояний — одного из ключевых типов магических состояний — достигла рекордных 99,99%.

Также исследователи впервые соединили два разных метода коррекции ошибок (цветовые и поверхностные коды), пересадив очищенное состояние с одного на другое на реальном оборудовании.

Разработчики признают, что для создания практически полезного отказоустойчивого квантового компьютера предстоит продемонстрировать метод в более крупном масштабе. Тем не менее это первое экспериментальное подтверждение идеи, предложенной в 2024 году, и которая ранее существовала только в теории. Технология снижает требования к размеру квантового компьютера, необходимого для реальных задач.

Метод открывает путь к эффективному производству магических состояний, которые оставались главным узким местом квантовых вычислений. Если масштабирование пройдёт успешно, то это приблизит создание полезных отказоустойчивых квантовых компьютеров, способных решать задачи, недоступные классическим компьютерам.