Новый квантовый компьютер Amazon основан на котах Шредингера: в компании разработали новый подход к созданию кубитов

Критический недостаток современных квантовых компьютеров, по словам ученых, тот факт, что их внутренняя работа подвержена ошибкам. Проблемой занялись в Amazon Web Service (AWS), где представили теоретический план по созданию отказоустойчивого квантового компьютера, который подавляет основной источник ошибок. 

Как говорят в компании, новый план основан на выборе использования так называемых «кошачьих состояний», которые состоят из пар состояний, противоположных друг другу, как, например, жизнь и смерть кота Шредингера.

Строительным блоком квантового компьютера Amazon является осциллятор, который колеблется когерентным образом, то есть колебания движутся синфазно или синхронно. Состояния кошки представляют собой суперпозицию двух когерентных наборов флуктуаций с противоположными фазами в одном и том же осцилляторе.

Недавние открытия показали, что ученые могут создавать кубиты на основе состояния кошки, обладающие высокой устойчивостью к переворачиванию битов, что является частным источником ошибок, когда состояние кубита меняется с 1 на 0 или наоборот. Но эта стратегия делает кошачий кубит более уязвимым для другого распространенного источника ошибок известного как переворот фазы, когда кубит переключается между одной из двух противоположных фаз.

В Amazon отметили, что для устранения этой проблемы могут использовать коды квантовой коррекции ошибок, что и поможет разработать отказоустойчивый квантовый компьютер. По словам специалистов компании, сосредоточение внимания только на одном типе ошибок вместо двух значительно снижает накладные расходы, необходимые для кодирования. 

Ученые подсчитали, что квантовые компьютеры могут получить преимущество перед классическими вычислениями с помощью 32 тысяч сверхпроводящих устройств квантовой интерференции с асимметричной резьбой (SQUIDs) для стабилизации кошачьих кубитов.

Если два кубита квантово-механически связаны или запутаны, они могут выполнить 2^2 или четыре вычисление одновременно, три кубита — 2^3 или восемь вычислений и так далее. Если эксперименты Amazon по устранению ошибок увенчаются успехом, то, теоретически, квантовый компьютер с 300 кубитами сможет выполнять больше вычислений за мгновение, чем атомов в видимой Вселенной.