Квантовые компьютеры оказались надежнее обычных

Квантовый компьютер – голубая мечта человечества. Если его когда-нибудь построят, то по сравнению с ним сегодняшние суперкомпьютеры покажутся обыкновенными счетами. Несмотря на то, что за последние двадцать лет в понимании того, как он работает и как его можно сделать, он по-прежнему остается недостижимой целью. Однако, похоже, сегодня одно из важнейших препятствий, стоящих перед создателями квантового компьютера, удалось преодолеть.

Говоря совсем уже упрощенно, квантовый компьютер – это ансамбль связанных (переплетенных) между собой квантовых битов или кубитов, каждый из которых представляет собой набор атомов или элементарных частиц наподобие электронов. Если поменять квантовое состояние одного из них (например, изменить спин), то поменяются и квантовые состояния остальных – так, чтобы общее квантовое состояние осталось прежним. Изменение состояния одного кубита можно сравнить со вводом данных, а реакцию остальных кубитов – выдачей результата вычислений. Утверждают, что когда квантовый компьютер наконец создадут, он коренным образом изменит наши представления не только о компьютерах, но даже и о самой математике.

Но сделать его очень трудно, в том числе и потому, что квантовые вычислительные системы очень ненадежны и склонны к ошибкам. Два физика, британец и австралиец, придумали, как с этой напастью справиться. Они нашли способ корректировать ошибки даже в том случае, если часть кубитов вообще исчезла из квантового компьютера. Система, используемая ими, так называемый "код исправления ошибок", которая работает по тому же принципу, по которому работает наш мозг, когда мы разговариваем по телефону при плохой связи. Мы понимаем, о чем идет речь, даже если не слышим отдельные звуки или слова, и точно так же квантовый компьютер восстанавливает результаты при потерянных кубитах. К своему собственному удивлению исследователи обнаружили, что квантовым компьютерам свойствен очень высокий "порог ошибок" – информацию можно восстановить, даже если потеряна четверть всех кубитов. Такие фокусы невозможны со счетами, у которых потеряна четверть костяшек, невозможны они и с существующими компьютерами.