Кот Шрёдингера замер в восторге. Alice & Bob создали кубит, который не ошибается целый час

Французский стартап Alice & Bob добился большой победы в устойчивости так называемых кошачьих кубитов — квантовых элементов, основанных на суперпозициях когерентных состояний, напоминающих мысленный эксперимент с котом Шрёдингера. Исследователям удалось продлить время жизни такого кубита без ошибки инверсии более чем до одного часа. Ранее рекорд компании составлял 430 секунд, то есть около семи минут, и был зафиксирован в 2024 году на чипе Boson 4.

Ошибки остаются основной проблемой для квантовых вычислений. Наиболее критичны два типа: ошибка инверсии и фазовая ошибка. Первая связана со спонтанным изменением состояния кубита, вторая — со смещением относительной фазы. Оба вида приводят к разрушению вычислений. Если хотя бы один удаётся почти полностью устранить, то построение масштабируемых и отказоустойчивых систем становится значительно проще.

Новый результат был получен на архитектуре Galvanic Cat, которая лежит в основе чипа Helium 2 с двенадцатью кошачьими кубитами. Команда Alice & Bob подчёркивает, что прогресс обеспечили сразу несколько факторов: улучшенные алгоритмы управления, новые экспериментальные методики и инженерные доработки конструкции. В итоге время без ошибки инверсии превысило даже характерные интервалы воздействия космических лучей, которые считаются одним из редких, но разрушительных источников сбоев.

При среднем числе фотонов 11 время жизни кубита составило от 33 до 60 минут при доверительном уровне 95 процентов. Кроме того, исследователи показали, что кошачий кубит может выполнять операцию квантового вентиля Z всего за 26,5 наносекунды с точностью 94,2 процента. Этот показатель играет ключевую роль для построения схем коррекции ошибок, поскольку надёжность каждой операции определяет пригодность платформы для практического применения.

Влияние такого результата выходит далеко за рамки эксперимента. Если ошибки инверсии практически устранены, то количество физических кубитов, необходимых для построения крупной системы, резко сокращается. По расчётам Alice & Bob, экономия может достигать порядка 200 раз. Это напрямую приближает компанию к стратегической цели — созданию к 2030 году квантового компьютера со ста логическими кубитами. В дорожной карте указывалось, что для этого требуется хотя бы 13 минут устойчивости при работе двухкубитных вентилей. Новое достижение многократно перекрывает этот порог.

Для сравнения, стандартные сверхпроводниковые кубиты, используемые другими компаниями, держат устойчивость к ошибке инверсии не более 25 миллисекунд. Получается, что показатели Alice & Bob превышают конкурентов более чем в миллион раз. Подобный скачок открывает дорогу практическому использованию квантовых систем в задачах материаловедения, криптографии и моделирования.

Следующий шаг компании — проверить работу кошачьих кубитов в условиях двухкубитных операций. Без этого невозможно построить функциональные отказоустойчивые квантовые компьютеры, способные решать прикладные задачи.