Kvantiniai kompiuteriai žada spręsti problemas, kurios šiandieniniams superkompiuteriams yra neįveikiamos, tačiau jų praktinį pritaikymą stabdo fundamentali kliūtis – ekstremalus jautrumas aplinkos trikdžiams. Pagrindiniai informacijos vienetai, vadinami kubitais, yra itin trapūs ir gali prarasti duomenis dėl menkiausių aplinkos svyravimų. Norint sukurti patikimus, didelio masto kvantinius kompiuterius, būtina įdiegti klaidų taisymo sistemas, kurios nuolat tikrintų kubitus ir šalintų klaidas skaičiavimų metu.

Sidnėjaus universiteto ir „IBM“ bendradarbiavimo projekte mokslininkai nustatė, kad viena iš pagrindinių problemų kyla atliekant matavimus tarpinių operacijų etapais. Pasak projekto vadovo profesoriaus Stepheno Bartletto iš Sidnėjaus Nano instituto, šie matavimai yra būtini klaidų taisymui, tačiau jie reikalauja laiko, per kurį likusi sistemos dalis turi laukti. Šis procesas, pasikartojantis daugybę kartų kiekviename skaičiavimo žingsnyje, tampa esminiu inžineriniu iššūkiu, trukdančiu sistemų plėtrai.

Siekdami pagerinti patikimumą, mokslininkai perprojektavo matavimų atlikimo būdus. Sidnėjaus universiteto ir „IBM“ komandos teigimu, šis pokytis leido reikšmingai padidinti loginių kubitų patikimumą. Tyrimo autoriai pabrėžia, kad tokios akademinės ir pramonės partnerystės yra būtinos kuriant technologijas, kurios galėtų peržengti laboratorinių demonstracijų ribas ir tapti naudingomis praktinėje veikloje.

Lygiagrečiai vykdomi tyrimai rodo pažangą ir kitose srityse. „Quantinuum“ tyrėjai pranešė apie eksperimentus su įstrigusių jonų kvantiniu procesoriumi, kuriame pavyko atlikti skaičiavimus naudojant dešimtis klaidoms atsparių loginių kubitų. Šie skaičiavimai pasiekė „viršijantį lūžį“ (beyond break-even) – tai reiškia, kad klaidų korekcijos taikymas pagerino skaičiavimų tikslumą, užuot jį pabloginęs dėl papildomų operacijų sudėtingumo.

Mokslininkai taip pat aktyviai ieško būdų, kaip sumažinti vadinamąsias „prastovas“ (overhead): tiek fizinių kubitų skaičių, reikalingą vienam loginiam kubitui sukurti, tiek laiko sąnaudas operacijoms atlikti. Nauji metodai, tokie kaip kvantinių klaidų taisymo kodai, leidžia efektyviau valdyti išteklius, o taikant sustiprinamojo mokymosi (reinforcement learning) metodus, pavyko papildomai 20 procentų sumažinti klaidų dažnį, taip peržengiant tradicinių fizika pagrįstų kalibravimo metodų ribas.

Šie pasiekimai rodo, kad šiuolaikinė kvantinė techninė įranga artėja prie taško, kuriame klaidoms atsparus kvantinis skaičiavimas gali tapti keičiamu mastu. Nors inžineriniai iššūkiai išlieka dideli, nuolatinis klaidų taisymo protokolų tobulinimas ir naujų valdymo strategijų kūrimas atveria aiškų kelią link didelio tikslumo operacijų, kurios ateityje galėtų modeliuoti sudėtingas molekules ar naujas medžiagas.

Šaltiniai

  1. [1] [arXiv | 2026-07-07] Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below 𝟏𝟎^{-𝟑}
  2. [2] [Nature.com | 2026-07-08] Reinforcement learning control of quantum error correction | Nature
  3. [3] [Thequantuminsider.com | 2026-07-06] University of Sydney and IBM Identify Major Source of Quantum Computing Errors
  4. [4] [Quantumzeitgeist.com | 2026-07-09] Physical Error Rates Below Threshold Enable High Accuracy
  5. [5] [X.com] Published today in @Nature: We've unified calibration with computation on our Willow processor, training a reinforcement