Магия и кванты: секреты успешной подготовки магических состояний на квантовом процессоре

На суперпроводящем квантовом процессоре достигнуто состояние логической магии с высокой верностью. Магическое состояние процессора является особым квантовым состоянием, которое обеспечивает выполнение определенных операций, называемых не-Клиффордовыми воротами. Эти ворота играют важную роль в квантовых вычислениях и позволяют решать сложные задачи. Магическое состояние достигается путем подготовки и обработки кубитов (квантовых битов) на процессоре. Когда магическое состояние достигает высокой верности, оно становится полезным для создания устойчивых к ошибкам квантовых вычислений.


Квантовые компьютеры могут эффективнее выполнять некоторые задачи по сравнению с обычными компьютерами, включая сложные оптимизационные проблемы. Однако они также подвержены влиянию шума, что может приводить к ошибкам в вычислениях.

Инженеры исследуют методы создания надежных квантовых вычислений, которые будут устойчивы к шуму и смогут масштабироваться. Одним из подходов к достижению устойчивости является подготовка магических состояний, которые обеспечивают определенные виды операций.

Ученые из Университета науки и технологий Китая, Китайской ключевой лаборатории квантовой информации и криптографии и Национальной лаборатории Хэфэя недавно продемонстрировали создание логического магического состояния с высокой верностью на суперпроводящем квантовом процессоре. Их работа, опубликованная в журнале «Physical Review Letters», описывает эффективную стратегию для создания магических состояний высокой верности, что является важным шагом для реализации надежных квантовых вычислений.


 — профессор Сяо-Бо Чжу, соавтор статьи.

Основная цель исследования состоит в создании устойчивых к ошибкам и универсальных квантовых вычислений. Подготовка логических магических состояний является важным шагом для создания операций, которые не подчиняются стандартным правилам, и обеспечения надежности квантовых вычислений.


— Сяо-Бо Чжу.

Предложенный протокол является простым, экспериментально возможным и масштабируемым. Ученые применили этот протокол на 66-кубитном сверхпроводящем квантовом процессоре Zuchongzhi 2.1.


 — Сяо-Бо Чжу.

В результате применения протокола на процессоре Zuchongzhi 2.1 ученые получили обнадеживающие результаты. Они создали три логических магических состояния с высокой верностью, превышающей порог дистилляции, необходимый для надежных операций.


 — Сяо-Бо Чжу.