Ученые адаптировала известную метафору про кота Шредингера для решения ключевой проблемы на пути к созданию квантового компьютера. Источник: Freepik

Исследователи из университета Нового Южного Уэльса (Австралия) нашли новый способ борьбы с ошибками в квантовых вычислениях — и в его основе лежит переосмысленная аналогия с котом Шредингера. Команда ученых адаптировала известную метафору для решения одной из ключевых проблем на пути к созданию полноценного квантового компьютера.

В классическом мысленном эксперименте Эрвина Шредингера кот в закрытой коробке одновременно считается и живым, и мертвым — пока наблюдатель не проверит его состояние. Теперь эту идею применили к микроскопическому объекту: «котом» в исследовании стало ядро атома сурьмы, имплантированное в кремниевый квантовый чип. Примечательно, что у этого ядра есть не два состояния (как в оригинальной загадке), а целых восемь — и их можно использовать для кодирования квантовой информации.

«Представьте, что вы пытаетесь найти кота, спрятавшегося в одной из восьми одинаковых картонных коробок в темной и шумной комнате. Вам нельзя входить в комнату — если вы откроете дверь, кошка может погибнуть. Как найти оптимальную стратегию, чтобы выяснить, где она прячется?» - Андреа Морелло, профессор из университета Нового Южного Уэльса.

Стандартный способ решения такой задачи — многократно проверять каждую коробку и ориентироваться на то, из какой чаще доносится мяуканье. Но в квантовом мире слишком частые измерения разрушают состояние системы — как если бы кошка от стресса перепрыгивала из коробки в коробку.

Стандартный способ решения задачи — много раз проверять каждую коробку и ориентироваться на то, из какой чаще доносится мяуканье.Источник: Freepik

Хитрость нового метода в том, чтобы остановиться после первого сигнала и затем проверять только те коробки, где кота заведомо нет. По словам Морелло, такой принцип позволяет использовать отсутствие сигнала как подтверждение первоначальной догадки — и все это без прямого взаимодействия с системой. Предложенный подход позволяет обнаруживать ошибки в квантовых вычислениях, не нарушая хрупкого квантового состояния. Работа опубликована в журнале PRX Quantum и может стать важной вехой на пути к устойчивым квантовым компьютерам.