Квантовая магия на чипе: культивирование состояний экспресс

Квантовые компьютеры для безошибочной работы опираются на особые состояния — их называют магическими. Это частицы-помощники, без которых вычисления теряют точность. Традиционный метод получения таких состояний напоминал многократную перегонку спирта: цикл за циклом, очистка за очисткой. Каждый шаг вносил энтропию — меру беспорядка, словно сорняки, захватывающие огород, — и требовал дополнительных ресурсов. Достигаемая теперь чистота обычно характерна лишь для продуктов сверхновых — космических взрывов, где материя сжимается до экстремальных значений.

Новый подход — культивирование — действует иначе. Учёные помещают «семя» магического состояния в упорядоченный узор из кубитов, известный как поверхностный код (структура, где кубиты выстроены в двумерную решётку для коррекции ошибок). В этой среде состояние прорастает в нужную форму, подобно тому как растение развивается из зародыша в подготовленной почве. Эксперимент на сверхпроводящем чипе позволил получить рекордную чистоту 99,99%, однако лишь 8% попыток оказались удачными — остальные были отбракованы.

Эта аналогия упрощает суть: из множества попыток лишь некоторые достигают цели, но результат безупречен.

Метод культивирования в 40 раз снизил количество ошибок по сравнению с прежними схемами и заменил трудоёмкую очистку. Квантовые компьютеры теперь на шаг ближе к практическим задачам — поиску новых материалов и лекарств.