Квантовые компьютеры обрели встроенный механизм самовосстановления. Новая двумерная схема работает подобно живой ткани: каждая ячейка-кубит — квантовый аналог классического бита — по локальным правилам взаимодействует с соседями, автоматически подавляя случайный беспорядок, то есть рост энтропии — меры хаоса в системе. В отличие от прежних методов, здесь не требуются постоянные измерения состояний кубитов, которые сами по себе вносят ошибки из-за коллапса квантовой суперпозиции.

Достаточно построить решётку из множества таких ячеек на основе стандартной модели квантовых операций — набора фундаментальных вентилей, управляющих кубитами — и сбои начинают исчезать всё быстрее с ростом системы. Исследователи выяснили это, моделируя поведение решётки: чем больше кубитов, тем эффективнее локальные взаимодействия распределяют избыточную информацию, «размывая» ошибки по всей структуре. В бесконечно большой сети квантовая информация может храниться сколь угодно долго. Для практики это означает, что даже скромные двумерные чипы, доступные для производства, способны достичь надёжности, о которой мечтал ещё Питер Шор, пионер квантовой коррекции ошибок.

Самое удивительное: конструкция не только хранит, но и вычисляет — на ней можно выполнять любые квантовые алгоритмы. Регулировка начального состояния решётки запускает защищённые от сбоев вычисления. Созданный Джоном Прескилом, отцом концепции квантового превосходства и другими, фундамент самокоррекции наконец перешёл из теории в реальную физическую плоскость. Будущее квантовых машин оказалось не в фантастических многомерных мирах, а здесь — в обычной двумерной реальности.