Конвенционалните компютри вече „разбират” квантовите. Международна група учени разработи алгоритъм, който позволява на конвенционалните компютри ефективно да симулират отказоустойчиви квантови схеми, базирани на сложния код GKP (Gottesman-Kitaev-Preskill).
Изследването е резултат от съвместна работа на специалисти от университета Чалмърс (Швеция), университета в Милано (Италия), университета в Гранада (Испания) и университета в Токио (Япония). Постижението, документирано във Physical Review Letters, открива нови възможности за тестване и проверка на бъдещи квантови устройства.
Основният проблем по пътя към практическото приложение на квантовите компютри е високата вероятност за грешки в изчисленията. За разлика от класическите компютри, където грешките се коригират лесно, квантовите системи са изключително чувствителни към външни влияния: вибрации, електромагнитно излъчване и температурни колебания. Тези фактори могат да доведат до загуба на квантова кохерентност и в резултат на това до неправилни резултати.
За да проверят коректността на квантовите изчисления, изследователите използват симулации на класически компютри. Но симулирането на отказоустойчиви квантови изчисления е изключително трудна задача, която изисква огромни изчислителни ресурси.
В новото изследване учените се фокусират върху симулиране на квантови изчисления, използвайки GKP код, който е известен със своята ефективност при коригиране на грешки. Информацията се кодира в множество енергийни нива на квантово-механична система, което я прави устойчива на шум.
Именно тази характеристика – множество енергийни нива – създава значителни трудности при симулиране на класически компютри. Досега надеждното симулиране на квантови изчисления с помощта на GKP код се смяташе за почти невъзможно.
Ключовият елемент на новия алгоритъм е математически инструмент, който позволява ефективна обработка на информацията. Д-р Камерън Калкълте от университета Чалмърс, водещ автор на изследването, казва, че инструментът отваря нови пътища за изграждане на по-стабилни и мащабируеми квантови компютри.
Възможността за симулиране на квантови изчисления с помощта на GKP код ще позволи нови квантови алгоритми и архитектури да бъдат тествани и подобрявани по-ефективно.
