A Harvard áttörése a kvantumszámítástechnikában: ugrás a hibajavítás és a zajcsökkentés felé

A Harvard áttörése a kvantumszámítástechnikában: ugrás a hibajavítás és a zajcsökkentés felé

Időbélyeg: 8. december 2023. 1:23
A Harvard áttörése a kvantumszámítástechnikában: ugrás a hibajavítás és a zajcsökkentés felé, a PlatoBlockchain adatintelligencia felé. Függőleges keresés. Ai.

Jelentős előrelépés történt a kvantumszámítástechnika területén, amelyet a Harvard Egyetem kutatóinak egy csoportja, a QuEra Computing Inc.-vel, a Marylandi Egyetemmel és a Massachusetts Institute of Technology-val közösen hozott nyilvánosságra. Az Amerikai Egyesült Államok Védelmi Fejlett Kutatási Projektjei Ügynöksége (DARPA) támogatást nyújtott egy olyan egyedülálló processzor kifejlesztéséhez, amelyet azzal a szándékkal terveztek, hogy megoldja a terület két legnagyobb problémáját: zaj és hibák.

A qubitekre (kvantumbitekre) ható és számítási hibákat okozó zaj jelentős akadálya volt a kvantumszámításnak, amely ezzel szembesült. nehézség jó ideig. A kvantumszámítógép-technológia fejlesztése során ez jelentős akadálynak bizonyult. Az idők kezdete óta több mint ezer qubitet tartalmazó kvantumszámítógépekre volt szükség óriási mennyiségű hibajavításhoz. Ez az a probléma, amely megakadályozta, hogy ezeket a számítógépeket széles körben használják.

A Nature tudományos folyóiratban közzétett úttörő kutatásban a Harvard Egyetem által vezetett csapat nyilvánosságra hozta stratégiáját ezen aggodalmak kezelésére. Kialakították a logikai qubitek ötletét, amelyek olyan qubitek gyűjteményei, amelyeket kommunikációs célból kvantumösszefonódás köt össze. Ellentétben a hagyományos hibajavítási módszerrel, amely az információk ismétlődő másolataira támaszkodik, ez a technika a logikai qubitekben jelen lévő inherens redundanciát használja.

A csapat 48 logikai qubitnyi mennyiséget használt fel, amelyet korábban soha nem sikerült megvalósítani, hogy hatékonyan végezzenek nagyszabású számításokat egy hibajavított kvantumszámítógépen. A hét kódtávolság bizonyításával, amely a kvantumhibákkal szembeni erősebb rugalmasságot jelzi, ez elérhetővé vált a valaha létrehozott legnagyobb logikai qubitek megszerkesztésével és összekuszálásával. Ezért ezt megvalósíthatóvá tették.

A processzor elkészítéséhez több ezer rubídium atomot választottak el egy vákuumkamrában, majd lézerek és mágnesek segítségével az abszolút nullához nagyon közeli hőmérsékletre hűtötték le. Ezen atomok közül 280-at qubitekké alakítottak, és további lézerek segítségével összekuszáltak, ami 48 logikai qubit létrehozását eredményezte. A vezetékek helyett ezek a qubitek optikai csipeszek segítségével kommunikáltak egymással.

Összehasonlítva a korábbi nagyobb gépekkel, amelyek fizikai qubiteken alapulnak, ez az új kvantumszámítógép sokkal alacsonyabb hibaarányt mutatott a számítások során. A számítások során előforduló hibák kijavítása helyett a Harvard csapata által használt processzor egy utófeldolgozási hibaészlelési fázist tartalmaz. Ebben a fázisban a rendszer felderíti és eldobja a hibás kimeneteket. Ez egy felgyorsított megközelítés a kvantumszámítógépek méretezésére a jelenleg érvényben lévő Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) jelenlegi korán túl.

Ennek eredményeként a kvantumszámítás új lehetőségei nyíltak elérhetővé. Az eredmény nagy lépést jelent olyan kvantumszámítógépek fejlesztése felé, amelyek méretezhetőek, hibatűrők, és képesek megoldani a hagyományosan megoldhatatlan problémákat. A tanulmány konkrétan rávilágít arra a lehetőségre, hogy a kvantumszámítógépek olyan számításokat és kombinatorikat végezzenek, amelyek nem képzelhetők el a számítástechnika területén jelenleg elérhető technológiával. Ez teljesen új utat nyit a kvantumtechnológia fejlődése előtt.

Képforrás: Shutterstock

Időbélyeg:

Még több Blockchain News