Все, что мы знали о кубиках, было устаревшим. Давайте познакомимся с кутрит, кукварты и квантовая стабильность
Теперь квант может вспомнить, подумать и делать ошибки.
Впервые в истории науки специалисты Йельского университета смогли продемонстрировать механизм исправления ошибок в многоэтапных квантовых системах. Результаты исследования опубликованы научным журналом Nature.
Традиционные квантовые машины обрабатывают данные с использованием кубиков — элементарные ячейки, способные принимать два основных значения: ноль и единица. Благодаря уникальной собственности квантовой механики — Superposition — одну чашку можно найти в обоих условиях одновременно. Математики описывают эту структуру через двухмерное векторное пространство под названием Дэвид Хилберт.
Физики Йельского университета пошли еще дальше и развили принципиально новые элементы- Кудиты., существует в нескольких штатах одновременноS Экспериментальная система включает Обниматель, способный взять три разных значения, и четырехуровневый кукурт. Защита этих сложных конфигураций была предоставлена специальным методом-код Gotesman-kitaev-prescil, разработанный специально для частиц бозона.
Значение пространства Гильберта определяет мощность квантового компьютера. Расширение этого параметра позволяет машине выполнять более сложные операции. В этом случае потенциал ахдитов привлекает особое внимание: многоэтажные системы облегчают создание вычислительных схем, ускоряют работу алгоритмов, образуют «магические» условия, необходимые для расчетов, и моделируют сложные процессы квантового мира.
Научные группы со всего мира создают вычислительные устройства на основе атмосфера, используя световые частицы, охлаждаемые атомами супер -низких температур, сложными молекулярными соединениями и сверхконтролами. Однако стабильность этих структур критически зависит от систем коррекции, которые защищают деликатные квантовые состояния от внешних влияний и технических недостатков. Пока что методы экспериментальной защиты были ограничены двумя системами.
Исследователи в принципе разработали Новый подход к защите квантовой информацииS Используется искусственный интеллект для управления сложными квантовыми состояниями, способными хранить три или четыре значения, а не два, как в случае с обычными кубами. Алгоритм для усиленного обучения работает по принципу выборки и ошибки: система проверяет различные стратегии для исправления ошибок, оценивает их эффективность и постепенно находит оптимальные решения.
Эффективность метода превзошла ожидания: Мало того, что система достигла минимального уровня надежности, необходимого для практического применения, она также значительно превышает ее. Ученые смогли максимально использовать преимущества многомерного квантового пространства, создав надежный способ хранения информации.
Кроме того, был найден интересный компромисс: хотя новые квантовые элементы теряют фотоны немного быстрее, а квантовая последовательность состояний была нарушена немного раньше, чем у традиционных кубиков, но эти небольшие недостатки были компенсированы гораздо большей ценностью. Теперь можно сохранить гораздо больше информации в одном физическом элементе, используя различные комбинации квантовых состояний.
