 Нова технологія дозволяє ефективно нівелювати вплив зовнішніх перешкод на квантові біти. Тому досягнення є важливим кроком на шляху до побудови потужних і масштабованих квантових комп'ютерів. Група вчених з Китаю, Канади та Австралії реалізувала «в металі» топологічну корекцію помилок (TEC), довівши на практиці можливість створення найважливішого елемента топологічного квантового комп'ютера (topological quantum computer). Останнsq, гіпотетичнbq поки що пристрій є більш стійкою версією «просто» квантового комп'ютера. Топологічний комп'ютер в ролі одиниць зберігання інформації (кубітів) використовує квазічастинки еніони, чиї світові лінії в просторі-часі переплітаються так, що створюють щось на зразок кіс. Ці топологічні структури, підпорядковані теорії кіс (braid theory), формують логічні елементи, що володіють цікавими властивостями. Зокрема, з їх допомогою можна уникнути впливу на квантові обчислення зовнішніх перешкод (тепла, електромагнітних полів), що викликають декогеренцію. 
Заплутані фотони створювалися за допомогою пропускання лазерних імпульсів через нелінійні кристали і світлоподілювач. Інформація представлялася у вигляді різної поляризації фотонів.
Для цього кожен логічний кубіт повинен зберігатися у вигляді набору запутанних особливим чином фізичних кубітів (вони і створять «коси»). В даному випадку в цій ролі використовувалися фотони.
Вчені створили чотири пари заплутаних фотонів. Члени пар були роз'єднані і потім згруповані в нові заплутані пари. В результаті з восьми фотонів створювався кластер, який в просторі станів умовно можна представити як тривимірний куб, де кожен фотон квантово зчеплений зі своїми безпосередніми сусідами.
Специфіка зв'язків тут така, що проводячи серію вимірювань над такими фотонами, можна визначати присутність помилки в даних і усувати її (в загальних рисах принцип нагадує той, що був використаний в досвіді 2004 року). 
Топологічний кластер. Кульки - кубіти. Суцільні лінії - зв'язки, що формують граф їх взаємодії.
Тут може бути проведена така аналогія. Тор (бублик) можна скільки завгодно скручувати і згинати, але поки ви не розірвали його, ви завжди можете розпізнати в ньому саме тор.
Так і кластер кубітів в технології TEC зберігає свої топологічні властивості, незважаючи на зовнішній вплив, що спотворює форму.
Для перевірки теорії дослідники навмисно викликали декогеренцію одного з фізичних кубітів і на ділі показали, що алгоритм TEC здатний вказати - який саме фотон було порушено, і усунути помилки.
Більше того, коли негативному впливу (з певною часткою ймовірності) були піддані всі фотони-кубіти в кластері, алгоритм TEC дозволив значно зменшити загальну помилку в експонованих даних.
На думку авторів досвіду, він доводить, що TEC - один із самих практичних підходів до створення квантових комп'ютерів. Причому принцип TEC сумісний з цілим рядом фізичних реалізацій кубітів (але, на жаль, не з усіма), в тому числі з твердотільними системами, наприклад, на основі квантових точок і переходів Джозефсона.
Останнє важливо для масштабування даної технології. Самі автори, до речі, мають намір продовжити своє дослідження. Вони спробують створити аналогічну високо стійку систему з більшого числа кубітів Джерело: http://ukrlife.net/
|
Головна 
