Οι κβαντικοί υπολογιστές περιορίζονται από την ευαισθησία τους σε σφάλματα και εξωτερικές διαταραχές. Όσο περισσότερο διαρκεί μια κβαντική λειτουργία, τόσο αυξάνεται ο κίνδυνος απώλειας πληροφοριών.
Ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers της Σουηδίας ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο που επιτρέπει την εκτέλεση προηγμένων κβαντικών λειτουργιών έως και 1.000 φορές ταχύτερα, επιλύοντας ένα σημαντικό σημείο εμπλοκής στον τομέα. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters.
Μποζονικοί κώδικες για προστασία δεδομένων
Για την προστασία των εύθραυστων κβαντικών πληροφοριών, η ομάδα αξιοποίησε τους μποζονικούς κώδικες. Αντί για την αποθήκευση δεδομένων σε μεμονωμένα qubits, οι κώδικες αυτοί κωδικοποιούν την πληροφορία στα πεδία μικροκυμάτων υπεραγώγιμων κυκλωμάτων. Η συγκεκριμένη προσέγγιση προσφέρει ισχυρότερη προστασία απέναντι σε ορισμένους τύπους σφαλμάτων.
Ωστόσο, η δημιουργία και ο έλεγχος αυτών των καταστάσεων απαιτούσε προηγουμένως χιλιάδες επαναλαμβανόμενους κύκλους οδηγού, καθιστώντας τη διαδικασία αργή και ευάλωτη σε εξωτερικές παρεμβολές.
Εκτέλεση σε έναν μόνο κύκλο
Η νέα μέθοδος των ερευνητών επιτρέπει την ολοκλήρωση των λειτουργιών σε έναν μόνο κύκλο οδήγησης. Στο επίκεντρο της προσέγγισης βρίσκονται οι κβαντικές πύλες πλέγματος (quantum lattice gates), οι οποίες λειτουργούν ως συντομεύσεις, εξαλείφοντας την ανάγκη για σταδιακή κατασκευή των καταστάσεων.
Η μείωση του χρόνου εκτέλεσης περιορίζει την έκθεση του συστήματος σε θόρυβο και διαταραχές πριν ολοκληρωθεί η υπολογιστική διαδικασία.
Εφαρμογή σε υπεραγώγιμες πλατφόρμες
Η μέθοδος είναι κατάλληλη για υπεραγώγιμους κβαντικούς υπολογιστές, μια από τις κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως. Καθώς μπορεί να εφαρμοστεί σε υπάρχουσες πλατφόρμες κυκλωμάτων, η ερευνητική ομάδα βρίσκεται σε συζητήσεις για την πειραματική της επιβεβαίωση στο εργαστήριο στο εγγύς μέλλον.
