Новый способ борьбы с ошибками квантовых компьютеров с помощью теморальных кристаллов

Группа физиков из Ягеллонского университета в Польше и Технологического университета Суинберна в Австралии предложила использовать временные печатные платы, созданные с использованием темпоральных кристалов, для решения проблемы ошибок в квантовых компьютерах. Кржиштоф Гержгель, Кржиштоф Саша и Питер Ханнафорд опубликовали статью с описанием своих идей на сервере препринтов arXiv.

Квантовые компьютеры обещают революцию в вычислительной технике, однако они все еще находятся на ранней стадии развития. На сегодняшний день никому не удалось создать квантовый компьютер, который можно было бы использовать действительно эффективно. Разработка таких компьютеров сталкивается с различными препятствиями, большинство из которых, по мнению ученых, можно преодолеть. Однако одной из главных проблем является огромное количество ошибок, возникающих в процессе работы таких компьютеров.

Ошибки в квантовых компьютерах происходят, когда кубиты взаимодействуют во время выполнения расчетов, что приводит к деградации их квантовых состояний и содержащейся в них информации. Новая идея исследовательской группы позволяет кубитам работать таким образом, чтобы их взаимодействие не приводило к деградации.

Темпоральные кристаллы — это особый тип структуры вещества, в которой атомы организованы не только в пространстве, но и во времени. Эти кристаллы повторяют свои структуры через определенные временные интервалы, что делает их идеальными для применения в квантовых вычислениях, где важны как пространственные, так и временные взаимодействия.

Команда предложила создать временную печатную плату, используя ультрахолодные атомы, которые движутся в повторяющихся паттернах, аналогичных обычным кристаллам, формируя так называемые темпоральные кристаллы. Подобный подход позволит кубитам оставаться распределенными в квантовом компьютере и постоянно находиться в движении, что позволит им пересекаться и взаимодействовать без ухудшения состояния.

Такой дизайн также позволит взаимодействовать далеким друг от друга кубитам, что недостижимо с текущими конструкциями, и откроет возможности для более сложных вычислений. Пока исследовательская группа не построила такой компьютер, но утверждает, что работает над его созданием с использованием ультрахолодного калия для создания временных кристаллов.