Купон на скидку: 2026
Исследователи успешно реализовали метод, позволяющий применять сложные коды коррекции квантовых ошибок на сверхпроводниковых платформах, которые ранее считались несовместимыми с этой архитектурой. Этот подход основывается на динамической переадресации вспомогательных кубитов и позволяет использовать более эффективные схемы защиты квантовой информации без усложнения архитектуры чипа. Об этом сообщили представители МИСИС. Несмотря на значительный прогресс в последние годы, практическое применение квантовых вычислений все еще ограничено из-за ошибок: вероятность сбоя в одной операции достигает порядка 10⁻³, в то время как для выполнения полезных алгоритмов требуется значительно более высокая точность. Решением является коррекция квантовых ошибок — метод кодирования, при котором некоторые кубиты используются как вспомогательные для обнаружения и исправления ошибок через измерение специальных коллективных характеристик системы.
Однако в сверхпроводниковых процессорах применение ряда эффективных кодов затруднено из-за локальной связности: кубиты взаимодействуют только с ближайшими соседями, а не со всей системой. Ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Российского квантового центра, МФТИ и «Сколтеха» нашли способ обойти это ограничение без усложнения архитектуры. Предложенный метод динамической переадресации позволяет «перемещать» вспомогательные кубиты по схеме процессора, организуя взаимодействие между удаленными элементами. Эксперимент на квантовом процессоре университета подтвердил эффективность подхода.
«Поверхностный код хорошо подходит для сверхпроводниковых процессоров, но с увеличением уровня защиты требует все больше физических кубитов. Существуют более эффективные коды коррекции, однако они несовместимы с локальной архитектурой. Мы показали, что динамическая переадресация вспомогательных кубитов может позволить адаптировать такие схемы к существующим процессорам», — отметил научный сотрудник лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС и группы «Сверхпроводниковые кубиты и квантовые схемы» РКЦ Илья Симаков. Подробные результаты опубликованы в научном журнале Applied Physics Letters (Q1).
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на двух ключевых направлениях: снижении уровня физических ошибок и разработке более эффективных кодов. Заместитель директора Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Надежда Санникова подчеркнула, что коррекция квантовых ошибок является одним из наиболее динамично развивающихся направлений квантовых вычислений. В институте, как одном из лидеров в подготовке квантовых инженеров и исследователей, уделяется большое внимание развитию навыков и компетенций в этой области. В прошлом году в программу магистратуры «Квантовое материаловедение» был включен курс Ашота Аванесова «Введение в отказоустойчивые квантовые вычисления». Также активно популяризируется это направление через программы дополнительного профессионального образования и научно-просветительские инициативы. Исследование выполнено в рамках стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национального проекта «Молодежь и дети»).