Ученые совершили прорыв в области квантовых вычислений, на который ушло 20 лет

Впервые в истории ученым удалось продемонстрировать один из самых загадочных и ключевых процессов в квантовых вычислениях — дистилляцию магических состояний — на логических кубитах.

Революционное достижение открывает путь к созданию отказоустойчивых квантовых машин, способных выполнять вычисления, с которыми не справится ни один классический суперкомпьютер. Процесс дистилляции магических состояний был предложен еще 20 лет назад, и с тех пор рассматривался как необходимый этап на пути к полноценной реализации потенциала квантовых алгоритмов. Однако все это время он оставался недостижимым для логических кубитов — высокоуровневых структур, которые объединяют множество физических кубитов для повышения точности вычислений.

Магические состояния — это особые квантовые состояния, которые заранее подготавливаются и затем используются в сложнейших алгоритмах. Без них невозможен доступ к экзотическим свойствам квантовой механики, например, к параллельной обработке данных. До недавнего времени такие состояния удавалось дистиллировать только на уровне обычных физических кубитов, которые подвержены ошибкам и шуму. Однако ученым важно было задействовать логические кубиты — только они могут обнаруживать и исправлять ошибки, что позволяет квантовому компьютеру надежно работать с длительными и сложными расчетами.