Сегодня 02 сентября 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 🔥
Не Hollow Knight: Silksong единой — Microsoft рассказала о первых новинках Game Pass в сентябре 21 мин.
Представлен Dolby Vision 2 — «кинематографический» HDR, аутентичное сглаживание и ИИ-оптимизации 36 мин.
Квантовые компьютеры ещё не готовы, но в ПО для них уже инвестируют миллионы 43 мин.
Слухи: Ubisoft начала строить планы на Rayman 4, а Beyond Good and Evil 2 выйдет до конца 2027 года 2 ч.
Спустя почти год Capcom удалила Denuvo из Dead Rising Deluxe Remaster, но заменила её другой DRM 3 ч.
Не хочешь — заставим: правительство само определит категории объектов КИИ 4 ч.
Криптовалюта WLFI Дональда Трампа упала в цене в первый же день торгов 6 ч.
GeForce RTX 4060 стала самой популярной видеокартой в Steam, а доля Windows 11 впервые превысила 60 % 7 ч.
7 из 10 человек теперь заходят в интернет через Google Chrome — Edge и Safari сильно отстают 8 ч.
YouTube начал блокировать семейные Premium-подписки, если их участники не живут вместе 8 ч.
Tesla провалила старт продаж в Индии — всего 600 заказов за 2,5 месяца 31 мин.
Передовые чипы подорожают: TSMC повысит цены на 10 % из-за трамповских пошлин 2 ч.
Одна плата ASRock уничтожила два Ryzen 7 9800X3D всего за несколько месяцев 2 ч.
В небо над Россией запустят воздушные шары с 5G — альтернатива спутникам Starlink 3 ч.
Мировые продажи электромобилей выросли на 29 % и перевалят за 20 млн в этом году 3 ч.
В умном доме «Сбера» поселился GigaChat — ИИ прокачал голосовое управления и не только 3 ч.
«Не понадобится ни один человек»: доступные роботы позволят Китаю и дальше заваливать мир дешёвыми товарами 3 ч.
Революция в мире оптической связи: Microsoft помогла улучшить характеристики полого оптоволокна 3 ч.
Tecno представила сверхтонкие смартфоны Spark Slim и Pova Slim — меньше 6 мм, но больше 5000 мА·ч 4 ч.
Российский NGFW уровня Enterprise: UserGate выпустила Data Center Firewall для защиты ЦОД и крупных организаций 4 ч.