Машинное обучение справилось с исправлением ошибок в квантовых компьютерах

Машинное обучение справилось с исправлением ошибок в квантовых компьютерах

Физики из Университета Сиднея разработали метод исправления «квантовых ошибок» с помощью машинного обучения. Алгоритм предсказывает эволюцию квантового состояния и его распада и управляет его состоянием, чтобы избежать декогеренции. Методика позволит увеличить время жизни кубитов квантовых компьютеров и увеличить надежность систем на их основе. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

В основе квантовых компьютеров лежат квантовые аналоги битов — кубиты. Эти элементы находятся в когерентных состояниях (в суперпозиции состояний), принимая с некоторой долей вероятности значение «ноль» или «единица». Однако это состояние очень хрупкое и взаимодействия кубита с окружающей средой разрушают его, происходит декогеренция и в результате вместо суперпозиции двух состояний кубит оказывается в одном конкретном. Если декогеренция произойдет в ходе вычислений (например, разложения числа на простые множители), то помимо правильных разложений с некоторой вероятностью будут выпадать ошибочные множители.

Проблему декогеренции кубитов как правило решают с помощью пассивных методов — усовершенствованием изоляции или топологической защитой квантовых состояний. Также существует активный подход. Его можно описать следующим образом: в каждый момент времени наблюдатель следит за квантовым состоянием кубита и если оно начинает распадаться, то с помощью системы обратной связи к нему прикладывается некоторое обращающее декогеренцию воздействие — обратная связь. Проблема активного подхода состоит в необходимости наблюдать за квантовой системой. В квантовой механике операция измерения (наблюдения) также разрушает когерентность.

Авторы новой работы попытались обойти эту проблему, используя методы управления с предсказанием. Физики использовали методы машинного обучения с учителем для поиска корреляций в квантовом шуме и процессах декогеренции. Проверка методики происходила на ионах иттербия, захваченных в оптическую ловушку. Ионы могли находиться в двух электронных состояниях, близких по энергии — условно «ноль», или «единица».

Чтобы оценить эффективность методики авторы использовали заранее известный шум, по своей интенсивности превышающий все другие возможные шумы системы. Однако информация о «запрограммированности» шума была недоступна для алгоритмов обучения. В результате физики зафиксировали снижение уровня ошибок в кубите. Ученые отмечают, что метод не требует дополнительных квантовых систем для анализа и может быть применен для любых архитектур кубитов. 

Ранее IBM сообщила о создании четырехкубитных чипов с автоматическим детектированием ошибок двух типов: декогеренции и смены бита (bit-flip) (изменяющей состояние кубита на противоположное). В их основе лежат сверхпроводящие кубиты. Задача о коррекции квантовых ошибок в кубитных чипах решена для ошибок типа смены бита.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Google открыла свой первый официальный розничный магазин
Первый в мире «Google Store» был открыт не в Калифорнии, а в рабочем районе Лондона Тоттенхеме. По правде сказать, начало пока не очень впечатляющее: это отдел в магазине, занимающий лишь 26,5 м2 и продающий исключительно хромбуки компании, а также несколько аксессуаров вроде наушников. ..
2011-10-3 2216 0 Интернет, IT
0
20 событий, которые формировали интернет
Интернет, безусловно, изменил нашу жизнь. Но что сделало его тем, чем он является сегодня? В истории этой неотъемлемой части нашей современности есть и хорошие, и плохие события. Среди них — первая онлайн-игра, рекламные баннеры, модемы, Wi-Fi, Craiglist и многое другое. Вы ..
2011-10-3 1696 0 Интернет, IT
0
Кто живет в Живом Журнале?
В России насчитывается до 50 миллионов блогов, а в самой авторитетной сети – Livejournal (Живой Журнал, ЖЖ) – около 2,4 миллионов. Несмотря на такие впечатляющие цифры, русское блогерское сообщество в ЖЖ – это, прежде всего, москвичи, эмигранты и жители ряда крупных ..
2011-10-3 1257 0 Интернет, IT
0
Россия запустила свой WikiLeaks
29 сентября состоялось официальное открытие российского варианта WikiLeaks – сайта RusLeaks.com.Антикоррупционная поисковая система содержит информацию из более чем 200 закрытых баз данных, среди которых базы федерального розыска, учет МВД, учет ФСБ, учредители юридических лиц, закупки ..
2011-10-3 1243 0 Интернет, IT
0
Чем мы занимаемся за компьютером больше всего?
Компьютер стал неотделимой частью нашей жизни. Мы используем его дома, на работе, в дороге. С появлением интернета он еще ближе приблизился к нам. Теперь у нас есть возможность найти старых друзей, пообщаться с ними, купить или продать какие-то предметы, почитать новости, найти ..
2011-10-3 1540 0 Интернет, IT
0
В Татарстане будет создана ИТ-деревня на 20 тыс. специалистов
В Татарстане будет создана ИТ-деревня на 20 тыс специалистов, строительство его начнется весной 2012 года. Об этом сообщил сегодня корр ИТАР-ТАСС вице-премьер, министр информатизации и связи республики Николай Никифоров. "Татарстан подписал соглашение с ведущей сингапурской компанией RSP Arhitects&Engineers PTE Ltd о разработке мастер-плана ..
2011-10-4 1586 0 Интернет, IT
0
Новые профили Facebook засудят за плагиат
Американская компания Timelines.com подала в суд на Facebook с намерением приостановить запуск нового интерфейса пользовательских страниц соцсети, получившего название “timeline”. Небольшая интернет-компания Timelines.com обвинила социальную сеть Facebook в нарушении права на товарный знак. Как уточняет компания в иске, ..
2011-10-4 1449 0 Интернет, IT
0
iPhone 5 получит поддержку сетей HSPA+
Сети четвертого поколения – LTE, начинают входить в эксплуатацию все в большем количестве стран. Однако компания Apple не спешит поддерживать этот стандарт, но в своем новом iPhone 5 введет поддержку HSPA+. На проходящей в Пекине презентации Macworld Asia данная ..
2011-10-4 1572 0 Интернет, IT
0
Роскомнадзор будет добиваться закрытия сайта RusLeaks
Роскомнадзор намерен добиться закрытия сайта www.rusleaks.com, предоставляющего неограниченный доступ к персональным данным граждан РФ. Об этом сообщили сегодня в пресс-службе этого ведомства. "В ходе проведенного специалистами Роскомнадзора анализа информации, размещенной на сайте www.rusleaks.com, установлено, что опубликованные ..
2011-10-4 1435 0 Интернет, IT
0
Facebook оградит юзеров от плохих ссылок
Результатом сотрудничества компании Websence с социальной сетью Facebook станет новый механизм защиты пользователей от ссылок на сайты с вредоносным содержанием. Об этом сообщается в блоге компании.Проверяться будет каждая ссылка, по которой переходят пользователи. В случае, если "по ту сторону" находится ..
2011-10-5 1343 0 Интернет, IT
0
Антивирус Microsoft посчитал Chrome вредоносным ПО
Microsoft Security Essentials (MSE), бесплатный антивирус и система защиты от вредоносных программ в ОС семейства Windows, начал принимать конкурирующий c Internet Explorer IE браузер Chrome за вирус. В результате программа для просмотра веб-страниц, разрабатываемая в Google, была удалена с трех тысяч ..
2011-10-5 1790 0 Интернет, IT
0
Google вложит $100 млн в новый контент для YouTube
Компания Google планирует в ближайшее время вложить $100 млн в приобретение нового профессионального контена для своего видеосервиса YouTube. Как сообщает агентство Bloomberg, целью Google является стать «провайдером кабельных сетей следующего поколения». Сейчас на YouTube уже есть несколько ..
2011-10-5 1454 1 Интернет, IT
0
Россияне решили купить Yahoo
Один из крупнейших американских интернет-порталов Yahoo может приобрести инфестфонд с российскими корнями DST Global. В 2008 г. уже были попытки купить компанию со стороны Microsoft, но они не увенчались успехом. Инвестфонд DST Group вместе с частной инвестиционной фирмой Silver Lake Partners и китайским ..
2011-10-5 1235 0 Интернет, IT
0
Adobe представила Photoshop Touch для планшетов
Компания Adobe выпустит версию популярного графического редактора Photoshop для планшетных компьютеров в рамках анонсированной линейки мобильных приложений Touch Apps, сообщается на сайте компании. По словам директора Adobe по технологиям Кевина Линча (Kevin Lynch), перенос графических ..
2011-10-5 1800 0 Интернет, IT
0
Итальянская Wikipedia закрылась, протестуя против цензуры
Администрация итальянского раздела интернет-энциклопедии Wikipedia во вторник закрыла сайт, выразив таким образом протест против политики цензуры в стране в обращении к пользователям. Авторы итальянской Wikipedia протестуют против законопроекта DDL intercettazioni, который сейчас находится в стадии обсуждения в парламенте. ..
2011-10-6 1457 0 Интернет, IT
0