Российские физики научили кубиты «шагать» для исправления ошибок

Группа российских ученых из НИТУ МИСИС, МФТИ и Сколтеха разработала метод «шагающих кубитов», позволяющий внедрять сложные системы коррекции ошибок в квантовые компьютеры без усложнения их архитектуры. Технология решает главную проблему сверхпроводниковых процессоров — ограничение взаимодействия только между соседними ячейками памяти.

Квантовые вычислители крайне нестабильны: внешние шумы и перепады температуры вызывают сбои каждые 100–1000 операций. Для исправления этих дефектов обычно используют дополнительные физические кубиты, но их количество растет в геометрической прогрессии вместе с уровнем защиты. В сверхпроводниковых схемах ситуация осложняется тем, что элементы напрямую взаимодействуют только с ближайшими соседями, что делает многие эффективные алгоритмы коррекции практически бесполезными.

Предложенный метод динамической переадресации позволяет вспомогательным кубитам перемещаться по схеме процессора, связывая удаленные узлы. Исследователи доказали, что такая мобильность позволяет адаптировать продвинутые коды коррекции к существующим чипам без их физической переделки. Экспериментальную проверку технология прошла на базе квантового процессора в НИТУ МИСИС. Это избавляет инженеров от необходимости бесконечно наращивать число физических носителей информации ради одной лишь стабильности системы.

Разработка идет в русле глобальной гонки за «безошибочным» квантовым процессором. Пока западные коллеги из Оксфорда экспериментируют с ионами кальция в ловушках, а IBM готовит платформу Loon к 2029 году, российские физики сделали ставку на оптимизацию логистики внутри чипа. Ранее в 2026 году та же команда представила нейросетевые алгоритмы для поиска вычислительных погрешностей, дополняя аппаратные решения программными инструментами.