Kvantarvutid astuvad veaparanduse läbimurdega suure sammu

Selleks, et kvantarvutid saaksid teadusuuringute uudishimudest praktiliselt kasulikeks seadmeteks, peavad teadlased oma vead kontrolli alla saama. Microsofti ja Quantinumi uued uuringud on astunud selles suunas suure sammu.

Tänapäeva kvantarvutid on kindlalt kinni "mürarikka keskmise skaala kvantide" (NISQ) ajastus. Kuigi ettevõtetel on olnud mõningaid edusamme suur hulk kubitte koos, on nad väga vastuvõtlikud mürale, mis võib nende kvantolekuid kiiresti halvendada. See muudab võimatuks arvutuste tegemise piisavalt sammudega, et need oleksid praktiliselt kasulikud.

Kuigi mõned on väitnud, et neid mürarikkaid seadmeid saab siiski praktiliselt kasutada, on üksmeel selles, et kvantveaparandusskeemid on tehnoloogia täieliku potentsiaali realiseerimiseks üliolulised. Kuid vigade parandamine on kvantarvutites keeruline, kuna kubiidi kvantoleku lugemine põhjustab selle kokkuvarisemise.

Teadlased on välja töötanud viise, kuidas sellest mööda hiilida, kasutades veaparanduskoode, mis jagavad iga kvantinformatsiooni bitti mitme füüsilise kubiidi vahel, et luua nn loogiline kubit. See tagab liiasuse ja võimaldab tuvastada ja parandada vigu füüsilistes kubitites, ilma et see mõjutaks loogilises kubitis olevat teavet.

Väljakutse seisneb selles, et kuni viimase ajani eeldati, et iga loogilise kubiidi loomiseks võib kuluda ligikaudu 1,000 füüsilist kubitti. Tänapäeva suurimatel kvantprotsessoritel on vaid umbes nii palju kubitte, mis viitab sellele, et mõtestatud arvutuste jaoks piisavalt loogiliste kubittide loomine oli veel kauge eesmärk.

See muutus eelmisel aastal, kui Harvardi ja idufirma QuEra teadlased näitasid, et suudavad genereerida 48 loogilist kubitti vaid 280 füüsilisest. Ja nüüd on Microsofti ja Quantinumi koostöö astunud sammu kaugemale, näidates, et nad ei saa mitte ainult luua loogilisi kubiteid, vaid saavad neid tegelikult kasutada ka veamäärade vähendamiseks 800 korda ja enam kui 14,000 XNUMX katserutiini läbiviimiseks ilma ühegi veata.

"See, mida me siin tegime, ajab mulle hanekanaha," Microsofti Krysta Svore ütles New Scientist. "Oleme näidanud, et veaparandus on korratav, töötab ja on usaldusväärne."

Teadlased töötasid Quantinuumi H2 kvantprotsessoriga, mis tugineb lõksu-ioonitehnoloogiale ja on suhteliselt väike, vaid 32 qubit. Kuid Microsofti väljatöötatud veaparanduskoodide rakendamisel suutsid nad genereerida neli loogilist kubitti, mis kogesid viga ainult iga 100,000 XNUMX käitamise järel.

Microsofti meeskond märgib, et üks suurimaid saavutusi blogi postitus, oli tõsiasi, et nad suutsid vigu diagnoosida ja parandada ilma loogilisi kubite hävitamata. Seda tänu lähenemisviisile, mida tuntakse kui "sündroomi aktiivset ekstraheerimist", mis suudab lugeda teavet qubitte mõjutava müra olemuse, mitte nende oleku kohta, Svore ütles IEEE spekter.

Küll aga veaparandusskeem oli säilivusaeg. Kui teadlased viisid loogilise kubitiga läbi mitu toimingut, millele järgnes vigade parandamine, leidsid nad, et teiseks vooruks olid veamäärad vaid pooled füüsilistes kubitides leiduvatest ja kolmandaks vooruks ei olnud statistiliselt olulist mõju.

Ja nii muljetavaldavad tulemused ka pole, juhib Microsofti meeskond oma ajaveebipostituses tähelepanu sellele, et tõeliselt võimsate kvantarvutite loomiseks on vaja loogilisi kubite, mis teevad vigu vaid kord 100 miljoni toimingu kohta.

Sellest hoolimata tähistab tulemus tohutut hüpet vigade parandamise võimalustes, mida Quantiinum väitis aastal pressiteate tähistab uue ajastu algust kvantarvutuses. Ehkki see võib veidi hüpata, viitab see kindlasti sellele, et inimeste ajakava, millal me saavutame tõrketaluvusega kvantandmetöötluse, võib vajada värskendamist.

Image Credit: Quantinuum H2 kvantarvuti / Quantinuum

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://singularityhub.com/2024/04/04/quantum-computers-take-a-major-step-with-error-correction-breakthrough/