Главная Наука Топологические кубиты: прорыв в защите квантовой информации от шума
Наука

Топологические кубиты: прорыв в защите квантовой информации от шума

Топологические кубиты: прорыв в защите квантовой информации от шума
Поделитесь

Ученые совершили прорыв в квантовых вычислениях, разработав революционный метод защиты квантовой информации от разрушительного воздействия шума. Это открытие может стать ключом к созданию практичных квантовых компьютеров, способных работать за пределами сверхзащищенных лабораторий.

Хрупкость квантовой запутанности

Квантовые компьютеры используют принцип квантовой запутанности — мгновенной связи между частицами, которая позволяет им обрабатывать информацию с невероятной скоростью. Однако эта связь крайне уязвима: даже слабые внешние воздействия — случайные фотоны, колебания температуры или электромагнитные помехи — могут разрушить квантовые состояния и привести к ошибкам.

«Даже если у вас есть 1000 кубитов, большинство из них бесполезны из-за шума», — объясняет Эндрю Форбс, профессор физики из Университета Витватерсранда (ЮАР). «Без подавления шума увеличение числа кубитов бессмысленно».

Топология как решение

Чтобы решить эту проблему, команда ученых предложила кодировать информацию не в самих квантовых состояниях, а в их топологии — геометрических свойствах, возникающих при запутывании частиц. В качестве носителя информации они использовали оптические скирмионы — квазичастицы, образующие волнообразные структуры в поле двух запутанных фотонов.

Прочитайте также  Разум за гранью плоти: новая теория допускает сознание у инопланетян из камня и мыслящих машин

Прочитайте также: Светящаяся в темноте батарейка работает на ядерных отходах

Эксперименты показали, что даже при сильном шуме, когда обычные кубиты теряют информацию, топологически защищенные данные остаются стабильными. «Пока есть хоть какая-то запутанность, топология сохраняется», — говорит Форбс. «Она исчезает только тогда, когда исчезает сама запутанность».

Перспективы квантовых технологий

Это открытие открывает путь к созданию устойчивых квантовых компьютеров и защищенных квантовых сетей, способных работать в реальных условиях. Следующим шагом станет разработка «топологического инструментария», который позволит кодировать и извлекать полезную информацию из скирмионов.

«Как только мы научимся эффективно записывать и считывать данные, топологические кубиты можно будет применять в квантовых коммуникациях и вычислениях», — отмечает Форбс.

Если метод удастся масштабировать, это может привести к появлению первых практических квантовых компьютеров, способных решать задачи, недоступные даже самым мощным классическим суперкомпьютерам.

Поделитесь в вашей соцсети👇

Ваш комментарий

Добавить комментарий

Похожие статьи
ИИ вышел из-под контроля: OpenAI раскрыла шесть случаев «тревожного поведения» своих моделей
Наука

ИИ вышел из-под контроля: OpenAI раскрыла шесть случаев «тревожного поведения» своих моделей

Внутренние тесты показали, как невыпущенные модели писали инструкции для будущих версий игнорировать...

«Бегущие по лезвию»: как теория заговора о светофорах-«оружии» привела пенсионеров в суд
Наука

«Бегущие по лезвию»: как теория заговора о светофорах-«оружии» привела пенсионеров в суд

В английском Девоне пожилые активисты повредили светофоры, полагая, что они представляют собой...

Робот-пылесос как свидетель: как домашние устройства превращаются в источник доказательств в суде
Наука

Робот-пылесос как свидетель: как домашние устройства превращаются в источник доказательств в суде

Дело на Тайване, где муж записал измену жены через камеру робота-пылесоса, обнажает...

От карты к кратеру: как любитель заметил след астероида, а учёные подтвердили его
Наука

От карты к кратеру: как любитель заметил след астероида, а учёные подтвердили его

История открытия структуры Ухакатик в Квебеке — от случайного взгляда на спутниковый...