Harvardi läbimurre kvantandmetöötluses: hüpe vigade parandamise ja müra vähendamise suunas

Kvantarvutuses on tehtud olulisi edusamme, mille avalikustas Harvardi ülikooli teadlaste rühm koostöös Marylandi ülikooli QuEra Computing Inc. ja Massachusettsi tehnoloogiainstituudiga. Ameerika Ühendriikide Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) on rahastanud ainulaadse protsessori väljatöötamist, mis on loodud eesmärgiga ületada kaks valdkonna kõige suuremat probleemi: müra ja vead.

Müra, mis mõjutab kubitte (kvantbitte) ja põhjustab arvutusvigu, on olnud kvantarvutuse oluliseks takistuseks, mis on sellega silmitsi seisnud. raskus päris tükk aega. Kvantarvutitehnoloogia täiustamise protsessis on see osutunud oluliseks takistuseks. Aegade algusest peale on tohutul hulgal vigade parandamiseks vaja läinud üle tuhande kubiti sisaldavaid kvantarvuteid. See on probleem, mis on takistanud nende arvutite laialdast kasutamist.

Läbimurdelises uuringus, mis avaldati eelretsenseeritavas teadusajakirjas Nature, avalikustas Harvardi ülikooli juhitud meeskond oma strateegia nende probleemide lahendamiseks. Nad tulid välja ideega loogilistest kubitidest, mis on kubitide kogumid, mis on suhtluseesmärkidel omavahel ühendatud kvantpõimumise teel. Erinevalt tavapärasest veaparandusmeetodist, mis tugineb teabe dubleerivatele koopiatele, kasutab see tehnika loogilistes kubitites esinevat loomupärast liiasust.

Meeskond kasutas suuremahuliste arvutuste tegemiseks veaparandusega kvantarvutis 48 loogilist kubitit, mida polnud kunagi varem tehtud. Tõestades koodi kaugust seitse, mis näitab suuremat vastupanuvõimet kvantvigade suhtes, tehti see saavutatavaks suurimate loogiliste kubitide konstrueerimise ja segamise teel, mis kunagi loodud. Seetõttu tehti see teostatavaks.

Protsessori konstrueerimiseks eraldati vaakumkambris tuhanded rubiidiumiaatomid ja jahutati need laserite ja magnetite abil temperatuurini, mis oli väga lähedane absoluutsele nullile. Neist 280 aatomit muudeti kubitideks ja segati täiendavate laserite abil, mille tulemusena tekkis 48 loogilist kubitti. Juhtmete kasutamise asemel suhtlesid need kubitid üksteisega optiliste pintsettide abil.

Võrreldes varasemate suuremate masinatega, mis põhinevad füüsilistel kubitidel, näitas see uus kvantarvuti arvutuste ajal palju väiksemat vigade määra. Arvutuste käigus tekkivate vigade parandamise asemel sisaldab Harvardi meeskonna kasutatav protsessor järeltöötluse vigade tuvastamise faasi. Selles faasis avastatakse ja visatakse kõrvale valed väljundid. See on kiirendatud lähenemisviis kvantarvutite skaleerimiseks, mis ületab praegu kehtiva Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) vanust.

Selle saavutuse tulemusena on muutunud kättesaadavaks uued võimalused kvantarvutamiseks. Saavutus on suur samm selliste kvantarvutite arendamise suunas, mis on skaleeritavad, tõrketaluvad ja suudavad lahendada traditsiooniliselt lahendamatuid probleeme. Täpsemalt tõstab uuring esile kvantarvutite võimaluse teostada arvutusi ja kombinatoorikat, mis pole mõeldav arvutiteaduse valdkonnas praegu kättesaadava tehnoloogiaga. See avab täiesti uue tee kvanttehnoloogia edendamiseks.

Kujutise allikas: Shutterstock

• 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://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction