Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") физики. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает оригинальное решение этой проблемы. Международная команда специалистов из компании D-Wave Quantum разработала двухкубитный запутывающий вентиль нового поколения, который способен автоматически выявлять большинство возникающих ошибок еще в процессе вычислений. По мнению авторов, такой подход позволит существенно упростить создание крупных квантовых вычислительных систем. В отличие от привычных компьютеров, где [информация](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") хранится в битах со значениями 0 или 1, квантовые компьютеры используют кубиты. Благодаря законам квантовой механики они могут одновременно находиться сразу в нескольких состояниях, что делает возможными вычисления невероятной сложности. Однако именно эта особенность превращает кубиты в крайне нестабильные элементы, которые легко теряют свое квантовое состояние. Сегодня для борьбы с ошибками инженерам приходится использовать огромное количество дополнительных физических кубитов. Фактически значительная часть будущего квантового компьютера работает не над выполнением полезных вычислений, а постоянно проверяет соседние элементы на наличие сбоев. Такой подход значительно усложняет архитектуру устройств, увеличивает их размеры, стоимость и энергопотребление. Новая разработка позволяет изменить сам принцип обнаружения ошибок. Исследователи создали сверхбыстрый управляемый Z-вентиль, известный как CZ-вентиль. Он выполняет запутывание двух кубитов всего за 500 наносекунд — время, измеряемое миллиардными долями секунды. Но главное преимущество заключается не в скорости, а в способности автоматически отмечать большинство возникающих сбоев. Принцип работы оказался весьма необычным. Каждый кубит разделяется между двумя миниатюрными сверхпроводящими микроволновыми резонаторами. Во время выполнения операции отдельный фотон на очень короткое время перемещается через специальный центральный мостик, обеспечивая взаимодействие двух кубитов, после чего возвращается обратно. Такая архитектура позволяет системе не только выполнять вычисления, но и одновременно контролировать собственное состояние. Особенность новой технологии состоит в том, что многие возникающие ошибки не остаются скрытыми внутри вычислений. Вместо этого они автоматически преобразуются в так называемые потери фотонов, или стирания. Такие события значительно проще обнаружить в режиме реального [времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
"). Фактически [квантовый](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") процессор самостоятельно сообщает о возникновении проблемы еще до того, как ошибка успевает повлиять на результат вычислений. Это особенно важно, поскольку скрытые ошибки представляют наибольшую опасность. Они незаметно распространяются по квантовой схеме и могут исказить большое количество последующих вычислений. Если же система сразу фиксирует потерю фотона, [алгоритм](https://hanga.su/glossary/algorithm "Алгоритм — это четко определенная последовательность действий, направленная на решение определенной задачи или достижение конкретного результата. В науке, математике и компьютерных технологиях алгоритмы являются основой для автоматизации, анализа данных и разработки искусственного интеллекта.
") коррекции получает возможность быстро принять меры и предотвратить дальнейшее накопление ошибок. Для проверки новой технологии исследователи сформировали запутанные состояния двух кубитов и выполнили большое количество случайных квантовых операций. Затем они подсчитали, какая доля ошибок обнаруживалась автоматически, а какие оставались скрытыми. Полученные результаты оказались весьма впечатляющими. Около 0,5 процента операций сопровождались обнаруживаемыми потерями фотонов, которые система успешно помечала самостоятельно. При этом скрытые ошибки возникали менее чем в одной десятой процента операций. Еще более редкими оказались ошибки переворота бита — один из наиболее опасных видов сбоев, при котором квантовое состояние неожиданно изменяется на противоположное. Их частота составила примерно один случай на миллион операций. Авторы отмечают, что новая архитектура практически полностью сохраняет иерархию ошибок. Это означает, что большинство потенциально опасных сбоев не исчезает незаметно внутри вычислений, а остается доступным для последующей обработки системой коррекции. Именно такой подход считается одним из наиболее перспективных направлений развития квантовых вычислений. Компьютерное моделирование также показало, что преимущества технологии становятся особенно заметными при увеличении количества кубитов. Хотя управляющий кубит испытывает несколько большую нагрузку во время работы, общая эффективность системы возрастает по мере масштабирования. Чем больше становится квантовый процессор, тем заметнее выигрыш от способности автоматически обнаруживать ошибки. Разработчики считают, что подобные решения способны приблизить появление полноценных отказоустойчивых квантовых компьютеров, которые смогут выполнять сложные научные расчеты, моделировать химические реакции, ускорять создание новых [лекарств](https://hanga.su/glossary/medicines "Лекарства — это вещества, используемые для лечения, профилактики и диагностики заболеваний, а также для улучшения общего состояния здоровья человека. Современная медицина включает в себя широкий спектр лекарственных препаратов: от обезболивающих и антибиотиков до сложных биологических молекул, таких как вакцины и моноклональные антитела.
"), разрабатывать материалы с заранее заданными свойствами, оптимизировать логистику, решать задачи искусственного [интеллекта](https://hanga.su/glossary/intelligence "Интеллект — это совокупность познавательных способностей, позволяющих человеку или другой интеллектуальной системе воспринимать информацию, анализировать её, делать выводы, решать задачи, обучаться на опыте и адаптироваться к новым условиям. В современной науке интеллект рассматривается как сложное свойство, включающее память, внимание, мышление, способность к обучению, логическое рассуждение, планирование и принятие решений.
") и анализировать огромные объемы данных без постоянного вмешательства сложных систем коррекции ошибок. Хотя технология пока находится на экспериментальном этапе, опубликованные результаты демонстрируют важный шаг вперед. Если аналогичные принципы удастся успешно реализовать в более крупных квантовых процессорах, это может существенно ускорить переход от лабораторных прототипов к действительно мощным квантовым компьютерам, способным решать задачи, недоступные даже самым современным суперкомпьютерам. **Ссылка:** «Запутывающий вентиль для двухрельсовых кубитов стирания» [ DOI: 10.1038/s41586-026-10822-y.](https://dx.doi.org/10.1038/s41586-026-10822-y "DOI: 10.1038/s41586-026-10822-y") - [ Нанотехнологии ](https://hanga.su/nanotechnology) - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Автоматизация ](https://hanga.su/automation) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - Понравилось: 17 - Похожие материалы: [Квантовая память на звуковых волнах: как акустика приближает реальность квантовых компьютеров](https://hanga.su/1184,2025) | [Квантовый эффект Зенона может стать неожиданным пределом для развития квантовых компьютеров](https://hanga.su/2338,2026) | [Кубит научился исправлять собственные ошибки: физики приблизились к созданию надежных квантовых компьютеров](https://hanga.su/2065,2026) | [Новый метод считывания спиновых кубитов ускорит масштабирование квантовых компьютеров](https://hanga.su/1665,2026) | [От дыхания бактерий до квантовых компьютеров: как природа подсказывает новые пути в вычислениях](https://hanga.su/1261,2025) | [Подвижные кубиты на кремниевом чипе могут изменить будущее квантовых компьютеров](https://hanga.su/1770,2026) Загрузка следующей статьи...