Компания IonQ успешно продемонстрировала квантовую коррекцию ошибок с помощью декодера, работающего в режиме реального времени и способного функционировать на одном центральном процессоре (ЦП).

Сен 23, 2026

Это достижение позволяет масштабировать квантовые вычисления без необходимости масштабировать классическое оборудование.

Ошибки в квантовой информации — серьезное препятствие, которое значительно замедляет внедрение квантовых вычислений в реальный мир. Несмотря на то, что квантовые компьютеры способны выполнять вычисления в экспоненциальных масштабах по сравнению с классическими компьютерами, они довольно легко допускают ошибки в этих вычислениях, что делает всю работу бессмысленной, если ошибки невозможно исправить.

Было предпринято множество попыток уменьшить количество ошибок, например разработка логических кубитов, которые объединяют несколько физических кубитов в один большой виртуальный, или исправление самих ошибок для получения правильных ответов. Несмотря на то, что эти подходы оказались полезными, они также увеличивают стоимость внедрения квантовых компьютеров, что делает их коммерческое использование нецелесообразным.

Компания IonQ со штаб-квартирой в Мэриленде, которая с 2021 года предоставляет услуги квантовых вычислений облачным провайдерам, продемонстрировала новый и уникальный подход к исправлению ошибок, который работает с использованием стандартного центрального процессора.

Поскольку измерение кубита разрушает его квантовое состояние, исследователи могут только собрать информацию о его синдроме, чтобы понять, накопилась ли в кубите ошибка. Используя эту информацию, которую может обработать даже классический компьютер, исследователи могут применить квантовое исправление ошибок.

Исследователи обычно разрабатывают алгоритмы декодирования, которые выполняются либо на центральном процессоре, графических процессорах (GPU), либо на программируемой в полевых условиях матрице вентилей для анализа этих синдромов, а затем применяют коррекцию к вычислениям.

При традиционном подходе классические компьютеры, на которые возлагается задача по исправлению таких ошибок, часто перегружаются и создают узкое место, из-за которого квантовые вычисления вынуждены приостанавливаться и ждать, прежде чем возобновить работу. Декодер IonQ в режиме реального времени преодолевает это препятствие, эффективно распределяя нагрузку и позволяя квантовым вычислениям работать без пауз.

В ходе демонстрации, где компания IonQ применила свой подход к исправлению ошибок, 408 логических кубитов в 88 блоках памяти выполнили более 31,5 миллиона отдельных квантовых операций. Однако компания выполнила исправление ошибок с помощью одного центрального процессора.

IonQ объясняет этот успех архитектурой с двумя декодерами: первый декодер извлекает исходные измерения синдрома, а второй декодер исправляет остаточные ошибки после уточнения промежуточного представления.

В ходе оценки исследователи обнаружили, что декодер увеличил общую вычислительную нагрузку всего на 0,02 процента, то есть не замедлил выполнение задачи.

«Успешная проверка декодирования в реальном времени на сотнях логических кубитов и миллионах логических операций — важная веха, — заявил Николя Дельфосс, руководитель отдела квантовых исследований в IonQ, в пресс-релизе. — Более того, тот факт, что наш декодер работает на одном центральном процессоре, открывает практический путь к созданию отказоустойчивых квантовых вычислений коммерческого масштаба».

квантовые технологии