Квантовые вычисления позволили уменьшить количество циклов с тысяч до одного.

На сегодняшний день квантовые вычислители сталкиваются с серьёзным ограничением — высокой восприимчивостью к сбоям. Тепловые колебания, фоновое излучение и перегрев способны разрушать состояния кубитов. Чем продолжительнее вычислительный процесс, тем дольше система остаётся уязвимой к подобным воздействиям. Специалисты из Технологического университета Чалмерса (Швеция) предложили подход, позволяющий проводить широкий спектр квантовых операций в более чем тысячу раз быстрее.

Исследователи использовали бозонные коды, где данные хранятся не в отдельных кубитах, а в микроволновых полях внутри сверхпроводящих контуров. Такие коды считаются перспективным направлением для исправления ошибок, так как дают встроенную защиту от ряда повреждений. Однако раньше управление этими состояниями было крайне медленным — стандартные методы требовали множества повторяющихся шагов.

Группа под руководством Лея Ду и Танъю Хуана предложила выполнять нужное преобразование всего за один цикл, вместо поэтапного построения. В основе лежат квантовые решётчатые вентили — универсальный набор операций, созданный той же командой, а также метод Флоке-инженерии, использующий периодическое внешнее воздействие. Это позволяет реализовать операции напрямую.

По оценкам авторов, новый метод ускоряет отдельные процессы более чем в 1000 раз. Это сокращает период, в течение которого информация может быть повреждена, что напрямую влияет на надёжность вычислений. Разработка рассматривается как важный шаг к отказоустойчивым квантовым системам, способным работать, несмотря на неизбежные сбои.

Подход ориентирован на сверхпроводниковые платформы и может быть внедрён на существующем оборудовании. В Чалмерсе сейчас создаётся 100-кубитный компьютер, и команда уже планирует экспериментальную проверку метода.