Logo
Cover

Квантовые вычисления и квантовое зондирование в потенциале могут стать намного эффективнее, чем их традиционные аналоги, и привести к прорывам во многих областях — от медицины до транспорта. Однако технология пока не созрела — мало кто смог на практике продемонстрировать, что квантовые компьютеры действительно превосходят классические. Ученым из Университета Аризоны это удалось.

В основе квантовых вычислений лежат особые единицы информации: квантовые биты, или кубиты. В отличие от битов они могут одновременно находиться в состоянии 1 и 0. Это свойство делает их и эффективными, и хрупкими. Поэтому процесс коррекции ошибок становится очень важным. Пока что квантовые компьютеры решают задачи, требующего приблизительно 50 кубитов. Если их больше, то зашумленность превышает пользу. А для выполнения действительно важных программ им понадобится около 10 000 кубитов.

Специалисты из Университета Аризоны применили подход, сочетающий классические и квантовые методы, пишет Phys.org. В частности, они применили три датчика для классификации средней амплитуды и угла радиосигналов. С помощью квантовой запутанности датчики могли делиться информацией друг с другом. Это повышало их чувствительность и снижало количество ошибок.

Кроме того, спутанные датчики могли оценивать параметры, а не собирать данные об определенных частях системы. Это важно для программ, которым нужен только бинарный ответ. Например, при проведении медицинского сканирования ученым не нужно знать о каждой клетке в образце тканей, только о раковых.

Эксперимент показал, что оснащение датчиков квантовой запутанностью наделяет их преимуществом перед классическими датчиками и снижает вероятность ошибок на небольшой, но существенный процент.

«Мы считаем, что это новая парадигма и для квантовых вычислений, и для квантового машинного обучения, и для квантового зондирования, поскольку она выстраивает мост между всеми этими областями», — сказал Чжан Чжэшэнь, один из авторов статьи, вышедшей в журнале Physical Review X.

Первым квантового превосходства достиг компьютер Sycamore, созданный в Google в 2019. Вторым стал другой, фотонный тип квантовой машины, которую построили и испытали в Китае год спустя. Он оказался способен выполнять отбор проб бозонов за 200 секунд.