Исследователи из Йельского университета достигли важного прорыва в области квантовых вычислений, впервые реализовав квантовую коррекцию ошибок (QEC) для кудитов — разновидности кубитов, которые могут существовать более чем в двух состояниях. Успех стал возможен благодаря использованию «бозонного кода Готтсмана-Китаева-Прескилла», который был оптимизирован с помощью алгоритма обучения с подкреплением.
Кубиты являются основными единицами информации в квантовых компьютерах и могут находиться в двух состояниях благодаря квантовой суперпозиции. В отличие от них, кудиты обладают большим числом состояний, что делает их потенциально более мощными для выполнения сложных вычислений.
Используя новый подход, команда смогла продемонстрировать QEC для кутритов (3 состояния) и куквартов (4 состояния), достигнув коэффициента коррекции ошибок 1.82 и 1.87 соответственно. Эти показатели означают, что информация в кудитах сохранялась на 82% и 87% дольше по сравнению с некорректированными версиями, что превышает результаты, достигнутые для кубитов.
Квантовые компьютеры крайне чувствительны к шумам, что может привести к ошибкам и потере данных. Квантовая коррекция ошибок помогает сохранять целостность информации достаточно долго, чтобы выполнить вычисления. Исследователи отметили, что их работы акцентируют внимание на эффективности бозонных кодов и предлагают новые способы использования широкого гильбертова пространства осциллятора, что может расширить области применения квантовых технологий.
Следующие шаги команды включают поиск путей для устранения проблем с дефазировкой, связанных с вспомогательными кубитами, и перспективы создания более эффективных квантовых сетей и алгоритмов.