Η ανακάλυψη του Χάρβαρντ στον Κβαντικό Υπολογισμό: Ένα άλμα προς τη διόρθωση σφαλμάτων και τη μείωση του θορύβου

Η ανακάλυψη του Χάρβαρντ στον Κβαντικό Υπολογισμό: Ένα άλμα προς τη διόρθωση σφαλμάτων και τη μείωση του θορύβου

Χρονική σήμανση: 8 Δεκεμβρίου 2023 1:23 π.μ.
Η πρόοδος του Χάρβαρντ στον Κβαντικό Υπολογισμό: Ένα άλμα προς τη διόρθωση σφαλμάτων και τη μείωση του θορύβου Η νοημοσύνη δεδομένων PlatoBlockchain. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Υπήρξε μια σημαντική πρόοδος στον κβαντικό υπολογισμό, η οποία αποκαλύφθηκε από μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, σε συνδυασμό με την QuEra Computing Inc., το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Το Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής έχει παράσχει χρηματοδότηση για την ανάπτυξη ενός μοναδικού επεξεργαστή που έχει σχεδιαστεί με σκοπό να ξεπεράσει δύο από τα πιο σημαντικά προβλήματα στον τομέα: θόρυβος και λάθη.

Ο θόρυβος που επηρεάζει τα qubits (κβαντικά bit) και προκαλεί υπολογιστικά λάθη ήταν ένα σημαντικό εμπόδιο για τον κβαντικό υπολογισμό, ο οποίος έχει αντιμετωπίσει αυτό δυσκολία για αρκετό καιρό. Στη διαδικασία βελτίωσης της τεχνολογίας των κβαντικών υπολογιστών, αυτό έχει αποδειχθεί σημαντικό εμπόδιο. Από την αρχή του χρόνου, οι κβαντικοί υπολογιστές που περιέχουν περισσότερα από χίλια qubits χρειάζονταν για να κάνουν τεράστιες ποσότητες διόρθωσης σφαλμάτων. Αυτό είναι το ζήτημα που απέτρεψε την ευρεία χρήση αυτών των υπολογιστών.

Σε μια πρωτοποριακή έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature με κριτές, η ομάδα που ηγήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ αποκάλυψε τη στρατηγική της για την αντιμετώπιση αυτών των ανησυχιών. Βρήκαν την ιδέα των λογικών qubits, τα οποία είναι συλλογές qubits που συνδέονται μεταξύ τους με κβαντική εμπλοκή για επικοινωνιακούς σκοπούς. Σε αντίθεση με τη συμβατική μέθοδο διόρθωσης σφαλμάτων, η οποία βασίζεται σε διπλά αντίγραφα πληροφοριών, αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί τον εγγενή πλεονασμό που υπάρχει στα λογικά qubits.

Μια ποσότητα 48 λογικών qubits, η οποία δεν είχε επιτευχθεί ποτέ στο παρελθόν, χρησιμοποιήθηκε από την ομάδα προκειμένου να εκτελέσει αποτελεσματικά μεγάλης κλίμακας υπολογισμούς σε έναν κβαντικό υπολογιστή διορθωμένο με σφάλματα. Αποδεικνύοντας μια απόσταση κώδικα επτά, η οποία υποδεικνύει μια ισχυρότερη ανθεκτικότητα στα κβαντικά σφάλματα, αυτό έγινε εφικτό με την κατασκευή και την εμπλοκή των μεγαλύτερων λογικών qubits που έχουν δημιουργηθεί ποτέ. Ως εκ τούτου, αυτό έγινε πρακτικό.

Προκειμένου να κατασκευαστεί ο επεξεργαστής, χιλιάδες άτομα ρουβιδίου διαχωρίστηκαν σε ένα θάλαμο κενού και στη συνέχεια ψύχθηκαν σε θερμοκρασία που ήταν πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν χρησιμοποιώντας λέιζερ και μαγνήτες. 280 από αυτά τα άτομα μετατράπηκαν σε qubits και μπλέχτηκαν με τη βοήθεια πρόσθετων λέιζερ, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία 48 λογικών qubits. Αντί να χρησιμοποιούν καλώδια, αυτά τα qubits επικοινωνούσαν μεταξύ τους μέσω της χρήσης οπτικών λαβίδων.

Σε σύγκριση με προηγούμενες μεγαλύτερες μηχανές που βασίζονται σε φυσικά qubits, αυτός ο νέος κβαντικός υπολογιστής έδειξε πολύ χαμηλότερο ποσοστό λαθών κατά τη διάρκεια των υπολογισμών. Αντί να διορθώνει λάθη που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια των υπολογισμών, ο επεξεργαστής που χρησιμοποιείται από την ομάδα του Χάρβαρντ ενσωματώνει μια φάση ανίχνευσης σφαλμάτων μετά την επεξεργασία. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, ανακαλύπτονται λανθασμένα αποτελέσματα και απορρίπτονται. Αυτή είναι μια ταχεία προσέγγιση για την κλιμάκωση κβαντικών υπολογιστών πέρα ​​από την τρέχουσα εποχή του Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), η οποία είναι επί του παρόντος σε ισχύ.

Ως αποτέλεσμα αυτού του επιτεύγματος, έχουν γίνει διαθέσιμες νέες ευκαιρίες για κβαντικούς υπολογιστές. Το επίτευγμα είναι ένα μεγάλο βήμα προς την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών που είναι επεκτάσιμοι, ανεκτικοί σε σφάλματα και ικανοί να αντιμετωπίζουν προβλήματα που παραδοσιακά ήταν δυσεπίλυτα. Συγκεκριμένα, η μελέτη υπογραμμίζει τη δυνατότητα των κβαντικών υπολογιστών να διεξάγουν υπολογισμούς και συνδυαστικές που δεν είναι νοητές με την τεχνολογία που είναι πλέον διαθέσιμη στον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών. Αυτό ανοίγει μια εντελώς νέα λεωφόρο για την πρόοδο της κβαντικής τεχνολογίας.

Πηγή εικόνας: Shutterstock

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Blockchain News