Неожиданный герой квантовых вычислений: Как ‘мусорные’ частицы могут открыть дорогу к универсальному компьютеру

Ученые из Университета Южной Калифорнии совершили прорыв в области квантовых вычислений, предложив решение одной из ключевых проблем — хрупкости кубитов. Исследователи обнаружили, что добавление одного типа ‘мусорных’ частиц, ранее считавшихся не имеющими физического значения, может стать ключом к созданию универсального квантового компьютера.

Современные квантовые компьютеры сталкиваются с серьезными трудностями из-за высокой чувствительности кубитов к внешним воздействиям, что приводит к ошибкам. В качестве перспективной альтернативы рассматривается топологическая квантовая вычислительная система, где информация хранится в геометрических свойствах частиц, таких как их расположение в пространстве.

Наиболее перспективными кандидатами для реализации этой системы являются анионы Изинга. Однако, несмотря на их потенциал, они ограничены в выполнении логических операций.

Команда под руководством Аарона Лауды предложила необычный подход: они внедрили в систему неглектон — частицу, ранее исключавшуюся из расчетов как не имеющую физического смысла. Неглектон, обладающий нулевым квантовым следом, оказался необходимым элементом для достижения универсальности вычислений. Размещение неглектона в центре и обводка его анионами Изинга позволило реализовать все необходимые логические операции.

Авторы проекта надеются на поиск подходящих материалов для реализации неглектона и тестирование схемы в реальных условиях, полагая, что это открытие может привести к созданию универсального квантового компьютера, используя хорошо изученные анионы Изинга в сочетании с ранее недооцененным элементом.