MY.UAНовини
Коти покращують квантові обчислення своїми кубітами — як це працює
Коти покращують квантові обчислення своїми кубітами — як це працює

Коти покращують квантові обчислення своїми кубітами — як це працює

Науковці знайшли ефективне вирішення проблеми квантових обчислень.

Для подолання проблем у квантових обчисленнях, викликаних шумом та перешкодами, науковці з Центру квантових обчислень (AWS) Каліфорнійського технологічного інституту пропонують використовувати новий чип Ocelot, який використовує «котячі кубіти». Це особливий тип кубітів, що обіцяє істотно знизити кількість помилок під час квантових обчислень.

Традиційним квантовим системам необхідні тисячі додаткових кубітів для виправлення помилок, однак використання «котячих кубітів» може скоротити їхню кількість на 90%. Квантові комп’ютери, що працюють за принципами квантової механіки, обіцяють революційні прориви у сферах медицини, матеріалознавства, криптографії та фундаментальної фізики.

Попри великий потенціал у спеціалізованих дослідженнях в області фізики, квантові комп’ютери залишаються дуже уразливими перед помилками і занадто чутливими до зовнішніх перешкод. Вони дуже чутливі до вібрацій, теплового впливу, електромагнітних перешкод та навіть випромінювання з космосу.

Дослідники з AWS продемонстрували нову архітектуру квантового чипа для подолання перешкод з використанням особливих кубітів, відомих як «котячий кубіт». Цей вид кубітів вперше був запропонований ще у 2001 році із того часу був суттєво вдосконалений.

Науковці змогли зібрати перший масштабований чип з «котячих кубітів» і дали йому назву Ocelot на честь плямистої дикої кішки. Окрім цього назва слугує відсилкою до технології внутрішнього «осцилятора»система, яка здійснює коливання, тобто показники якої періодично повторюються в часі., який є основою котячих кубитів.

Спецпроєкти

«Щоб квантові комп’ютери були успішними, нам потрібно, щоб частота помилок була приблизно в мільярд разів меншою, ніж зараз. Частота помилок знижується приблизно вдвічі кожні два роки. За такого розкладу нам знадобиться 70 років, щоб досягти того, чого ми хочемо. Натомість ми розробляємо нову архітектуру чіпа, яка може допомогти нам досягти цього швидше. Проте це лише ранній будівельний блок. Нам ще багато чого належить зробити», — пояснює професор прикладної фізики та фізики імені Джона Г. Брауна в Каліфорнійському технологічному інституті та керівник квантового обладнання в AWS Оскар Пейнтер. 

Подібно до класичних комп’ютерів, квантові — також використовують бінарний код з одиниць та нулів, при цьому зберігаючи ці значення у стані суперпозиції. Це дає їм змогу зберігати всі комбінації з цих цифр одночасно. Однак при цьому квантові комп’ютери залишаються дуже вразливими і легко можуть втрачати цей стан суперпозиції.

У класичних комп’ютерах використовуються додаткові надлишкові біти для захисту даних від помилок. Наприклад, один біт інформації копіює її на три біти, так що у будь-якого біта є два резервні партнери. Якщо один із цих бітів має помилку (обертається з 1 на 0 або з 0 на 1), а два інших не обернулись, простий код — у даному випадку так званий трибітний код повторення — може бути використаний для виявлення помилки та відновлення непарного біта.

У зв’язку зі складністю підтримання стану суперпозиції кубітами, вони можуть мати два типи помилок: обертання бітів, як у класичних цифрових системах, і обертання фаз, при яких стани кубіту 1 і 0 перебувають не у фазі (або не синхронізовані) один з одним.

Дослідники розробили велику кількість стратегій для обробки цих двох типів помилок у квантових системах. Однак ці методи потребують великої кількості додаткових резервних кубітів. Фактично, сучасні квантові комп’ютери  можуть вимагати тисячі додаткових кубитів для забезпечення бажаного рівня захисту від помилок.

«Ми знаходимося в довгостроковому пошуку створення корисного квантового комп’ютера, який зможе робити те, що не можуть навіть кращі суперкомп’ютери, але їх масштабування — це величезна проблема. Поэтому мы пробуем новые подходы к исправлению ошибок, которые сократят накладные расходы», — зазначає співавтор дослідження, професор теоретичної фізики в Каліфорнійському технологічному інституті та директор з прикладної науки в AWS Фернандо Брандао. 

Як «котячі кубіти» мають скоротити кількість помилок під час квантових обчислень

Нова стратегія базується на типі кубіта, сформованого з надпровідних ланцюгів. Ці ланцюги створені з мікрохвильових осциляторів, в яких стани 1 і 0, що представляють кубіт, визначаються як дві різні великомасштабні амплітуди коливань. Завдяки цьому кубіти перебувають у дуже стабільному стані і стають невразливими до помилок з обертанням бітів.

Спецпроєкти

«Ви можете уявити собі два стани коливання, подібно до дитини на гойдалках, яка гойдається з високою амплітудою, але гойдається або вліво, або вправо. Вітер може піднятися і розгойдувати гойдалки, але амплітуда коливань настільки велика, що вони не можуть швидко переключитися з одного напряму гойдання на інший», — підкреслив Оскар Пейнтер. 

Насправді, назва «котячі кубити» відноситься до здатності цих кубитів приймати два дуже великі, або макроскопічні стани одночасно — так само, як знаменитий кіт у уявному експерименті Ервіна Шредінгера, який може бути одночасно і мертвим, і живим.

Єдиними помилками, що залишилося виправити, є помилки інвертування фази. І виправлення лише одного типу помилок означає, що дослідники можуть використовувати код повторення, подібний до тих, які використовуються для виправлення помилок інвертування бітів у класичних системах.

У чипі Ocelot поєднуються п’ять «котячих кубитів» та спеціальні буферні схеми для стабілізації їх коливань, а також чотири допоміжні кубіти для виявлення фазових помилок. 

Простий код повторення команди ефективний у виявленні помилок обертання фази і вдосконалюється за рахунок збільшення коду з трьох «котячих кубитів» до п’яти. Більш того, процес виявлення фазових помилок був реалізований таким чином, щоб підтримувати високий рівень пригнічення помилок обертання бітів у «котячих кубітах». 

Дослідження опубліковане у журналі Nature

Джерело: Scitechdaily

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Скоропостижно скончался 46-летний Галустян: в соцсетях появился некролог
GlavRed
2026-10-25T15:27:03Z
"Мы поняли и увидели": глава Нацгвардии приехал на Петропавловскую Борщаговку
Фокус
2026-11-02T19:42:52Z
После войны домой могут не вернуться миллионы украинцев: Либанова назвала болезненную цифру
TSN
2026-10-26T21:12:28Z
Миллион смертей в год и счёт до 9000 евро: почему похороны в Германии дорожают
Новости Украины
2026-11-01T14:33:51Z
Военная снималась в МастерШеф вместо лечения в госпитале
Корреспондент
2026-11-06T11:12:00Z
Могут призвать с отсрочкой в "Резерв+": что проверить военнообязанным
TSN
2026-11-06T10:51:40Z
ПЦУ чтит последнего кошевого атамана: кого вспоминают верующие 31 октября
Знай
2026-10-31T10:36:50Z
Тысячи иностранцев готовы воевать за Украину, но государство не успевает их принять: Христианский корпус предлагает закон о международном рекрутинге
Знай
2026-10-27T10:30:40Z
Девушка променяла карьеру на жизнь в селе без цивилизации: как она выживает
Фокус
2026-10-27T02:30:58Z
Невыплаченные $16 миллиардов: Зеленский призывает Киев бороться за обещанную помощь США
MY.UA
2026-11-05T20:12:29Z
Сестра Ефросининой показала избитую дочь: внучку Ющенко
GlavRed
2026-10-25T16:51:16Z
"На кого работает президент Украины?" В Раде раскритиковали заявление Зеленского
Comments UA
2026-10-23T21:12:56Z
У Путина сказали, кто помешал США принудить Украину к капитуляции в войне
TSN
2026-10-25T13:09:34Z
«Довольно плохой закон»: Трамп раскритиковал запрет на импорт российского топлива в США
Новости Украины
2026-11-06T11:24:09Z
«Дружбе» конец: как демократы планируют наказать Трампа за дизельную сделку с Путиным
TSN
2026-11-06T11:21:09Z
Путину уже мало оккупации Украины: озвучено жесткое заявление о кровавом плане РФ в Украине
Comments UA
2026-11-02T08:51:31Z
Россия ударила по большому областному центру — первые детали
TSN
2026-10-25T05:51:41Z
Кремль пойдет на самый жесткий шантаж Украины и США: эксперт ошарашил кровавым замыслом Путина
Comments UA
2026-10-29T16:48:04Z
Ноябрь станет большим шоком для украинцев: этот прогноз синоптиков удивит каждого
Comments UA
2026-10-23T17:24:55Z
В Украину надвигается похолодание: где ждать мокрого снега
Корреспондент
2026-11-05T19:09:06Z
Аномальное тепло возвращается в Украину: синоптик назвал даты смены погоды
GlavRed
2026-10-25T14:12:46Z
В Киеве люди перекрыли дорогу из-за длительных отключений света
TSN
2026-11-06T09:21:45Z
Обыски в "Киевтеплоэнерго": угрожает ли политическое давление энергоустойчивости столицы?
MY.UA
2026-11-06T11:18:54Z
Киевской подземке 66 лет: как метро превратилось в спасительное укрытие города
Знай
2026-11-06T11:00:51Z
Света не будет по несколько дней: каким городам и областям Украины грозит длительный блэкаут
Comments UA
2026-10-23T16:57:16Z
Пластиковая лента стоила 238 тысяч грн: женщину наказали за хитрый способ обманывать газовый счетчик
TSN
2026-11-04T17:12:49Z
Солнце за сутки вспыхнуло четыре раза: чем это обернется для украинцев
Знай
2026-11-04T16:15:52Z
Как приготовить домашний плавленый сыр за несколько минут: нужно всего 3 простых ингредиента
TSN
2026-10-26T12:06:25Z
В этом продукте больше белка, чем в яйцах: что лучше есть на завтрак
TSN
2026-10-29T13:51:01Z
Не гречка и не овсянка: какую крупу врачи рекомендуют употреблять для регулирования сахара в крови
TSN
2026-10-25T16:09:00Z
Скорлупа отвалится сама: как варить и чистить яйца, чтобы не повредить белок
GlavRed
2026-10-24T19:39:16Z
Какой хлеб лучше покупать, потому что он вкусный и полезный: эксперты назвали четыре вида
UAToday
2026-11-06T10:00:09Z
Восстановление аэромедицинской эвакуации: пациенты сэкономят до 14 часов в пути
MY.UA
2026-11-06T09:31:01Z
Когда лучше принимать душ — утром или вечером: что говорят эксперты
TSN
2026-10-31T15:42:01Z
В центре внимания уже не белок: какой новый тренд в питании набирает популярность
UAToday
2026-10-26T15:00:43Z
Какие овощи самые полезные для здоровья: рейтинг от питательных до менее полезных
TSN
2026-10-26T12:51:51Z
Неожиданная беременность и ДНК-тест: участник Нацотбора пережил 9 месяцев неизвестности
MY.UA
2026-11-05T02:47:59Z
Ада Роговцева в 89 стала лицом украинского бренда CHER’17: четыре роскошных образа
Знай
2026-10-25T17:06:27Z
Во Львове скончался народный артист Украины Федор Стригун
Комсомольская правда
2026-10-23T13:00:39Z
Известная украинская звезда перенесла операцию по уменьшению желудка и назвала желаемый вес
TSN
2026-10-24T07:22:19Z
18 лет вместе: Макс Барских и Алан Бадоев завершают сотрудничество
MY.UA
2026-11-06T10:32:46Z
Колористика как индивидуальная наука: авторский подход Галины Григорчук к контурированию волос
Знай
2026-11-06T10:24:54Z
Лилия Подкопаева приехала в Украину из США: как выглядит 48-летняя олимпийская чемпионка
TSN
2026-10-23T16:21:47Z
Резервистка армии Израиля устроила эротическую фотосессию
Gazeta UA
2026-10-23T21:33:01Z
Екатерина Кузнецова ошеломила заявлением о пенсиях украинских актеров
TSN
2026-10-27T19:36:37Z
За проверку газовой плиты придется платить: сколько спишут с украинцев
Знай
2026-11-05T18:27:34Z
Пенсия не ниже 6 197 гривен: кому государство гарантирует такие выплаты
Знай
2026-10-26T21:21:03Z
Критический статус больше не гарантия: Кабмин изменил правила бронирования
TSN
2026-10-27T00:18:34Z
Масштабный коллапс в аэропортах и не только: что известно о новой атаке на Москву
Comments UA
2026-10-24T16:27:37Z
Банки массово арестовывают счета: как теперь взыскивают долги без предупреждения
Знай
2026-11-06T11:21:09Z
Удар по энергетике Днепропетровщины: ДТЭК восстанавливает повреждённые объекты после утренней атаки
Новости Украины
2026-11-06T10:42:13Z
Критические разрушения: как выглядят ТЭС после массированной атаки РФ
MY.UA
2026-11-04T22:57:31Z
Пенсии почти до 19 тысяч: кто имеет право на повышенные выплаты и как их оформить
TSN
2026-10-31T03:39:48Z
Укрэнерго подтвердило отключения на понедельник
Корреспондент
2026-11-01T18:30:47Z
Скандал с содержанием людей под Киевом: первые заявления Буданова, прибывшего на место столкновений
Comments UA
2026-11-02T20:33:44Z
Подвергаетесь опасности и штрафу: что категорически нельзя в квартире
Знай
2026-10-24T10:21:29Z
"Шахед" атаковал Павлоград: погиб человек, среди раненых — дети
ZN UA
2026-10-26T14:49:33Z
В Великобритании бушует шторм "Боэло": десятки тысяч домов остались без электричества
Европейская правда
2026-10-25T15:07:13Z
На Одесчине мать избила 5-летнего сына до сотрясения мозга — шокирующие детали
TSN
2026-11-06T10:21:12Z
Удар по Комышувахе: найдены тела более 50 жертв
Корреспондент
2026-11-06T10:09:49Z
Российские дроны повредили энергообъект, амбулаторию и дома в Житомирской области
Gazeta UA
2026-10-25T08:46:22Z
Удар РФ по Винниччине: число пострадавших увеличилось
Корреспондент
2026-11-01T20:54:53Z
Россияне атаковали Запорожье: первые подробности
TSN
2026-11-03T00:09:21Z
Сколько можно хранить сырое мясо в морозилке: когда оно теряет вкус и качество
TSN
2026-10-25T06:12:17Z
Таро-прогноз на полнолуние 26 октября: кого ждут деньги и успех, а кого - поворот судьбы
GlavRed
2026-10-24T12:12:11Z
Готовьте запас на несколько суток без света: что должно лежать дома к зиме
Знай
2026-10-31T07:06:49Z
Гороскоп на сегодня, 28 октября: Овнам стоит сдержать эмоции, а Весам - сделать непростой выбор
Знай
2026-10-28T02:51:44Z
Какие три куста надо обрезать в ноябре, чтобы в следующем году был щедрый урожай крупных ягод
TSN
2026-11-06T10:51:42Z
Почему гибискус не цветет: секреты правильной обрезки на зиму
GlavRed
2026-11-06T10:42:36Z
Два стакана — и вековой нагар с кастрюль, противней и сковородок сойдет сам: способ наших бабушек
TSN
2026-10-27T10:51:14Z
Подняли еду за 5 секунд и съели? Учёные объяснили, почему это опасно
Comments UA
2026-10-27T10:03:17Z
Гороскоп на сегодня, 25 октября: кому придется держать язык за зубами, а кому – принимать подарки
Знай
2026-10-25T02:06:40Z
Космическое фиаско Кремля: российские аналоги Starlink застряли на низкой высоте, зато стабилизировались
Новости Украины
2026-11-04T16:21:47Z
Что за отверстие расположено возле зарядного порта смартфона и почему его не следует чистить иглой
TSN
2026-11-04T17:12:34Z
ТЦК требует показать смартфон: что нужно знать при проверке
Знай
2026-10-26T08:52:02Z
Космическое домино: Маск сделал новое заявление о страхе за свой Starlink
Новости Украины
2026-10-25T15:21:49Z
Ученые удивили новой теорией строительства пирамид
Корреспондент
2026-11-06T11:00:08Z
Магнитная буря 6 ноября: какая будет ее активность
UAToday
2026-11-06T10:42:52Z
60 лет назад урановый рудник законсервировали и считали безопасным: оказалось, это не так
Фокус
2026-10-25T14:51:51Z
Ничего подобного мир не видел ранее: NASA показало, насколько сильным станет Эль-Ниньо в этом году
Фокус
2026-10-25T08:51:43Z
GTA 6 заработала 630 млн долларов ещё до релиза: PS5 принесла Rockstar 468 млн с предзаказов
Знай
2026-10-25T18:57:06Z
Эти пятнадцать функций автомобиля удивят даже опытных водителей
TSN
2026-10-27T17:06:23Z
Более 1300 сил и полный привод: Honda готовит невиданный внедорожник для гонок
Фокус
2026-10-30T14:33:05Z
Официальное мародерство: в России разрешат регистрировать угнанные в Европе автомобили
UAToday
2026-11-05T20:45:43Z
Команду Cadillac в Формуле-1 могут продать за $3 миллиарда - СМИ
Корреспондент
2026-11-05T14:42:58Z
Китайский гиперкар за $3 млн разбился во время испытаний
Корреспондент
2026-11-05T13:36:14Z
Звезда Ливерпуля похвастался уникальным суперкаром
Корреспондент
2026-11-05T13:33:45Z
Mercedes внедряет ИИ непосредственно в автомобили
ZN UA
2026-11-05T13:18:12Z
Формула-1 потеряла легенду: ушел из жизни бывший чемпион мира
Корреспондент
2026-11-05T12:45:59Z
Звезда Формулы-1 впервые стал отцом
Корреспондент
2026-11-05T10:39:01Z
«Динамо» разгромило «Кудровку» 3:1 в дебюте Кендзерека: травма Петряка и два автогола
Знай
2026-10-24T18:57:07Z
38 лет держался рекорд — и пал: 11-летняя шахматистка превзошла достижение Юдит Полгар
Новости Украины
2026-10-24T15:48:59Z
Человек с двумя сердцами: в Луцке простились с легендарным футболистом Романом Максимюком
Знай
2026-10-24T14:36:55Z
Тренер сборной уже знает, кого вызовет: что показало дерби Шахтер — Динамо
Знай
2026-10-28T06:12:35Z
УПЛ, анонс 12-го тура: Второе “классическое” за несколько недель, Харьков сыграет с Карпатами
Корреспондент
2026-11-06T10:54:19Z
Во Франции фанаты остроумно высмеяли свою команду
Корреспондент
2026-11-06T10:54:15Z
"Шахтер" — "Спортинг": онлайн-трансляция матча Лиги чемпионов
ZN UA
2026-11-02T18:30:28Z
Сборные США и России могут провести товарищеский матч по футболу
ZN UA
2026-10-23T14:05:36Z
Бывший главный тренер сборной Украины возглавил клуб УПЛ
ZN UA
2026-10-24T15:39:18Z