Сегодня 26 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В Китае придумали, как обмануть Вселенную и создать отказоустойчивый квантовый компьютер

Давно известно, что космические лучи способны вызывать ошибки в работе квантовых компьютеров, исправлять которые кратно сложнее, чем в случае классических вычислительных систем. Учёные из Китая доказали прямую связь между лучами из космоса и сбоями в кубитах, предложив способ их компенсации. Самое интересное, что тот же метод можно использовать для изучения космических лучей и даже для поиска таинственной тёмной материи.

 Источник изображения: Nature Communications 2025

Источник изображения: Nature Communications 2025

Кубиты или квантовые биты отличаются высокой чувствительностью к любым физическим воздействиям — от вибраций до магнитных полей. Прилетающие из космоса частицы и даже гамма-излучение земного происхождения также способны влиять на квантовые состояния кубитов. Для оценки воздействия двух последних явлений учёные из Пекинской академии квантовой информатики в сотрудничестве с коллегами из профильных институтов создали установку, в которой совместили 63-кубитовый сверхпроводящий квантовый процессор и датчики мюонов и гамма-лучей.

Датчики были расположены прямо под процессором, что позволило связать попадание частиц в процессор и состояние кубитов. В ходе опытов выяснилось, что примерно раз в 67 секунд кубиты реагировали на мюоны (продукт распада высокоэнергичных космических частиц в атмосфере Земли) и гораздо чаще — на гамма-излучение (фотоны соответствующих частот). В общей сложности 81,6 % всплесков квазичастиц в кубитах были вызваны гамма-излучением, а оставшиеся 18,4 % — мюонами.

Следует пояснить, что учёные следили за так называемой зарядовой чётностью кубитов (charge-parity states). Частицы извне разрывали куперовские пары электронов в сверхпроводящем материале кубита, превращая отдельные электроны в квазичастицы. Это вело к изменению чётности заряда в кубите. Точнее, в кубитах возникал всплеск появления квазичастиц в ответ на пролетевшие мюоны или гамма-фотоны, который фиксировали приборы. Это позволило найти чёткую связь между попаданием в квантовый процессор энергичной частицы и сбоем кубита.

Обшивка криогенной камеры с процессором и датчиками свинцом снизила влияние гамма-фотонов на сбои кубитов, но мюоны это никак не задержало. По-хорошему квантовые компьютеры придётся прятать глубоко под землю, чтобы добиться отказоустойчивых квантовых вычислений, что не сделает эту технологию массовой.

С другой стороны, обнаруженная связь между сбоями кубитов и частицами из космоса поможет создать алгоритмы для коррекции таких ошибок. В крайнем случае, датчики мюонов могут просто отключать сбойные участки квантового процессора. Это усложнит квантовые системы, но позволит работать, не зарываясь под землю.

 Схема эксперимента

Схема эксперимента

Исследование подняло важный вопрос, который ставит под сомнение перспективы отказоустойчивых квантовых компьютеров на гипотетических фермионах Майораны. Тем более, что в компании Microsoft утверждают, что у них есть прототип процессора на этих частицах. Вернее, процессор Majorana 1 оперирует квазичастицами, имитирующими поведение фермионов Майораны. Китайские учёные показали связь между космическими частицами и нестабильностью квазичастиц, что требует более пристального внимания к процессору Microsoft и, в целом, к перспективам фермионов Майораны в качестве основы для кубитов. А ведь это главные кандидаты на отказоустойчивые квантовые компьютеры!

Важным следствием установки связи между космическими частицами и кубитами стало то, что созданные китайцами установки могут стать детекторами неизвестных физике частиц, включая поиск тёмной материи. Но это будет уже другая история.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Продажи кооперативной игры Peak от авторов Content Warning и Another Crab's Treasure достигли новой вершины — два миллиона за девять дней 15 мин.
VK Tech представил Private Cloud Light — альтернативу зарубежным платформам виртуализации 2 ч.
ИИ-приложения теперь можно создавать прямо в чате с ботом Claude AI 2 ч.
«Мы возводили стены, а должны были строить мосты»: на PS5 вышла Death Stranding 2: On the Beach, а Кодзима опубликовал финальный трейлер игры 4 ч.
Обучать ИИ на онлайн-библиотеках законно — так решил суд в деле авторов книг против Meta 4 ч.
Пример Game Pass не заразителен: Sony не станет добавлять свои игры в PS Plus на релизе, потому что всё и так «очень хорошо» 5 ч.
OpenAI назвала китайский стартап Zhipu AI одним из самых перспективных в сфере ИИ 5 ч.
«У нас всего один шанс»: разработчики Ark 2 объяснили, куда пропал амбициозный сиквел 6 ч.
Сотни торговцев персональными данными уличили в нарушении законов США 7 ч.
ФТК выплатит ещё $126 млн компенсации почти миллиону игроков Fortnite, обманутых Epic Games 7 ч.
Nvidia объяснила, почему у мобильной RTX 5050 память на 40 % быстрее, чем у десктопной 39 мин.
Telxius и Ciena установили рекорд скорости передачи данных между США и Европой по трансатлантическому кабелю Marea 2 ч.
Dell представила заменитель XPS — ноутбуки Dell Premium с Core Ultra 200H и GeForce RTX 2 ч.
АЭС Three Mile Island начнёт поставлять энергию Microsoft на год раньше, чем планировалось 2 ч.
ASML рассказала, когда создаст машины для выпуска чипов с разрешением 5 нм 3 ч.
Роботакси Tesla провалили старт испытаний в Техасе — автопилот систематически нарушает ПДД 3 ч.
$1 вместо полумиллиарда: Western Digital отделалась символической выплатой за нарушение патентов SPEX 4 ч.
Защищённые смартфоны Oukitel WP300, WP35 Pro и WP200 Pro с массивными батареями — пауэрбанк не нужен 5 ч.
В Китае придумали, как обмануть Вселенную и создать отказоустойчивый квантовый компьютер 5 ч.
HPE представила ИИ-систему Compute XD690 на базе NVIDIA HGX B300 6 ч.