Скачать или смотреть ## **Почему физические кубиты теряют магические состояния, а виртуальные — нет**

*Почему физические кубиты теряют магические состояния, а виртуальные — нет*
Джефферсон Лукас — Bare Metal Applied Science

На прошлой неделе я провел контролируемое сравнение между реальным 2-кубитным квантовым компьютером SpinQ Gemini NMR и **HELIOS 9102**, моим виртуальным квантовым движком, работающим на RTX 3070. Результаты выявили фундаментальную истину квантовой инженерии, которую легко упустить из виду, пока не увидишь это бок о бок:

**Физические кубиты теряют магические состояния.

Виртуальные кубиты — нет.**

И причина не имеет ничего общего с качеством программного обеспечения — это чистая физика.

---

*1. Аппаратное обеспечение живет в термодинамическом мире*

SpinQ Gemini использует ядерные спины в жидком образце в качестве кубитов. Эти спины постоянно взаимодействуют с окружающей средой, и фазовая информация, определяющая магическое состояние, затухает с характерным временем **T₂ ≈ 300 мс**.

Как только когерентность исчезает, магическое состояние исчезает.
Никакие калибровочные трюки или последовательности импульсов не могут его восстановить.

Тем временем оборудование потребляет около 60 Вт непрерывно только для борьбы с энтропией:

стабилизация магнитного поля
генерация радиочастотных импульсов
поддержание псевдочистых состояний
работа синхронизирующей электроники FPGA

Вся эта энергия расходуется на поддержание *двух кубитов* в течение долей секунды.

--

*2. Моделирование живет в идеальном логическом мире*

В *HELIOS 9102* «квантовое состояние» представляет собой вектор в памяти графического процессора. Оно никогда не декогерируется, если я явно не введу шум. Чистота — это настраиваемый параметр, а не физический закон.

Графический процессор может потреблять 200–300 Вт, но эта мощность расходуется на классическую математику, а не на поддержание хрупкого квантового состояния, противостоящего Вселенной.

Другими словами:
**Моделирование ведёт себя как идеализированная квантовая логика.

Аппаратное обеспечение ведёт себя как физика.**

---

*3. Почему магическое состояние исчезло на аппаратном уровне*

Магическое состояние требует точной фазы \( e^{i\pi/4} \).

На SpinQ эта фаза разрушается из-за:

дефазировки T₂
неоднородности магнитного поля
несовершенств радиочастотного импульса

И, имея всего 2 кубита, устройство не может выполнить дистилляцию магического состояния — процесс, требующий *5+ кубитов* и измерений в середине схемы.

Аппаратное обеспечение не «сломалось».

Оно вело себя точно так, как предсказывает квантовая механика.

--

*4. Главный вывод*

То, что я создаю с помощью HELIOS, — это следующий шаг на той же лестнице абстракции, которая привела нас от:

*физического оборудования → виртуальных машин → контейнеров → Kubernetes*

Только теперь абстракция смещается вниз, в **квантовое поведение**.

Физическое оборудование показывает нам термодинамическую стоимость реализации этих уравнений.

Виртуальные движки показывают нам, как выглядит логика, когда она освобождена от физики.

*Разрыв между ними — это то, где находится будущее квантовой инженерии.*

---

#КвантовыеВычисления #HPC #GPUВычисления #Python #ПроектированиеИнтерфейсов
#ПрикладнаяНаукаОФизическомОбразовании #ДжефферсонЛукас #Моделирование #КвантоваяИнженерия

Членство
   / @jefflucas_life