Исследователи Технологического университета Чалмерса в Швеции разработали теоретический метод, способный ускорить некоторые операции с защищёнными квантовыми состояниями более чем в тысячу раз. Такой подход сокращает время, в течение которого помехи могут повредить квантовую информацию, и приближает создание отказоустойчивых квантовых компьютеров. Об этом сообщает SciTechDaily.
Метод предназначен для бозонных квантовых кодов, где информация хранится в состояниях с встроенной защитой от отдельных типов ошибок. Для этого могут использоваться микроволновые или оптические резонаторы — устройства, поддерживающие электромагнитные волны. В отличие от схем, основанных на отдельных кубитах, бозонные коды записывают данные в микроволновых полях сверхпроводящих цепей.
В основе разработки лежат квантовые решёточные вентили — универсальный набор базовых операций, ранее предложенный той же научной группой. Их объединяют для выполнения более сложных действий с бозонными состояниями. «Наши результаты касаются одного из главных узких мест в этой области: быстрого и надёжного создания и управления квантовыми состояниями с коррекцией ошибок, которые могут сыграть важную роль в будущих квантовых компьютерах», — сказал ведущий автор работы Лэй Ду, исследователь прикладной квантовой физики в Чалмерсе.
Решёточные вентили реализуются с помощью управления Флоке — метода, при котором квантовой системой управляют повторяющимися сигналами. Один полный цикл такого воздействия называют циклом управления. По словам Лэя Ду, широкий набор операций над бозонными состояниями теперь можно выполнить за один цикл вместо нескольких тысяч, необходимых ранее.
Квантовые компоненты чувствительны к электрическим шумам, космическому излучению и перегреву. Даже небольшое возмущение способно отклонить состояние кубита от заданного и привести к потере данных, а накопление слишком большого числа ошибок может сорвать вычисление. Отказоустойчивые системы должны сохранять надёжность расчётов несмотря на такие сбои; это важно для будущих задач криптографии, искусственного интеллекта, логистики, разработки лекарств и энергетики.
Предложенный подход особенно подходит для сверхпроводящих квантовых компьютеров. Чалмерс использует эту платформу при создании системы со 100 кубитами, однако экспериментальная проверка нового метода ещё не проведена. «Важное преимущество нашего подхода заключается в том, что его можно реализовать на существующих платформах сверхпроводящих квантовых цепей. Мы уже обсуждаем возможные эксперименты с коллегами из Чалмерса и надеемся в ближайшем будущем увидеть демонстрацию метода», — отметил соавтор исследования Танъю Хуан. Работа опубликована 3 августа 2026 года в журнале Physical Review Letters.