Команда Google Quantum AI заявляет о первом применении метода «культивирования магических состояний» на квантовом процессоре Willow. По их словам, эта технология значительно снижает ошибки по сравнению с ситуацией без такого метода — в 40 раз. О результатах сообщается в журнале Science как о экспериментальной демонстрации на реальном оборудовании в рамках работы над отказоустойчивыми квантовыми системами.

«Магические состояния» описываются авторами как хрупкие элементы, необходимы для реализации универсальных квантовых операций, выходящих за рамки классических вычислений. Ранее их создание отнимало до 95% мощности квантового процессора, что считалось одним из главных узких мест в квантовых вычислениях.

Суть метода напоминает фильтр: чип получает шумное состояние, затем выполняется серия скоординированных измерений, отбрасываются неудачные варианты, а остаются чистые — если удаётся правильно «очистить» состояние. В рамках эксперимента достигнута рекордная точность подготовки Т‑состояний — одного из ключевых видов магических состояний — на уровне 99,99%.

Также впервые исследователи соединили два разных подхода к исправлению ошибок — цветовые и поверхностные коды — и перенесли очищённое состояние между этими методами на реальном оборудовании. Это стало значительным шагом в сочетании техник коррекции ошибок на квантовых платформах.

Авторы подчёркивают, что для создания практичного отказоустойчивого квантового компьютера предстоит проверить метод на большем масштабе. Тем не менее это первое экспериментальное подтверждение идеи, сформулированной в 2024 году, которая ранее существовала лишь в теории, и она, по их словам, снижает требования к размеру квантового устройства, необходимого для реальных задач.