Специалисты из МИСИС создали систему, которая использует нейросети для поиска и исправления ошибок в квантовых вычислениях. Эта разработка объединяет в себе преимущества интеллектуальных и классических алгоритмов, что позволяет ей более эффективно распознавать ошибки при увеличении количества кубитов – базовых элементов квантовых процессоров.
Квантовые компьютеры, в отличие от традиционных, используют кубиты – элементы, которые способны выполнять сложные вычисления быстрее, чем классические процессоры. Однако кубиты очень чувствительны к помехам, и даже незначительное внешнее воздействие может привести к искажению данных. Чтобы повысить надежность квантовых вычислений, ученые из МИСИС разработали алгоритм на основе рекуррентных нейронных сетей, который способен обнаруживать ошибки.
«Современные устройства совершают ошибки во многом из-за взаимодействия квантовой системы с ее окружением. При этом даже небольшие погрешности критичны при масштабных вычислениях, так как искажение результата накапливается с каждой операцией. Повышение точности – одна из ключевых задач в развитии квантовых технологий», – сообщил директор института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Алексей Федоров.
В основе метода лежит архитектура рекуррентных нейронных сетей, которые используются для анализа временных рядов данных, получаемых при периодическом измерении вспомогательных кубитов. Эта особенность позволяет алгоритму работать с различными кодами коррекции. Исследователи протестировали алгоритм на семействе циклических кодов коррекции, учитывая топологические особенности сверхпроводникового квантового процессора. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review A (Q1).
«Главное преимущество разработки заключается в способности обучаться на данных, полученных с конкретного устройства. Это особенно важно в условиях, когда характер ошибок отличается от теоретически предполагаемых моделей. Кроме того, предложенный алгоритм декодирования не зависит от конкретного кода коррекции, что делает его универсальным и легко масштабируемым», – сообщил автор исследования Илья Симаков, инженер научного проекта лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС, научный сотрудник Российского квантового центра.
Исследование выполнено в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
Источник: пресс-служба НИТУ МИСИС
распечатать статью