量子コンピューティングにおけるハーバード大学の画期的な進歩: 誤り訂正とノイズ低減への飛躍

量子コンピューティングには大幅な進歩があり、これは QuEra Computing Inc.、メリーランド大学、マサチューセッツ工科大学と協力したハーバード大学の研究者グループによって明らかにされました。 米国国防高等研究計画局 (DARPA) は、この分野で最も大きな問題のうち XNUMX つを克服することを目的として設計された独自のプロセッサの開発に資金を提供しました。騒音と間違い。

量子ビット（量子ビット）に影響を与え、計算ミスを引き起こすノイズは、量子コンピューティングにとって大きな障害となっており、この問題に直面しています。 難しさ かなり長い間。 量子コンピューター技術を向上させる過程において、これが大きな障害となることが判明しました。 太古の昔から、膨大な量のエラー訂正を行うには、XNUMX 量子ビットを超える量子コンピューターが必要でした。 これが、これらのコンピュータの普及を妨げている問題です。

ハーバード大学率いるチームは、査読付き科学雑誌『ネイチャー』に掲載された画期的な研究で、これらの懸念に対処する戦略を明らかにしました。 彼らは、通信目的で量子もつれによって結合された量子ビットの集合である論理量子ビットのアイデアを思いつきました。 情報の複製に依存する従来の誤り訂正方法とは対照的に、この技術は論理量子ビットに存在する固有の冗長性を利用します。

誤り訂正された量子コンピューターで大規模な計算を効果的に実行するために、チームはこれまでに達成されたことのない 48 個の論理量子ビットを使用しました。 コード距離が XNUMX であることを証明することにより、これは量子エラーに対するより強い回復力を示し、これまでに作成された中で最大の論理量子ビットを構築し、もつれさせることによって達成可能になりました。 そこで、これを実現した。

プロセッサを構築するために、何千ものルビジウム原子が真空チャンバー内で分離され、レーザーと磁石を使用して絶対零度に非常に近い温度まで冷却されました。 これらの原子のうち 280 個が量子ビットに変換され、追加のレーザーの助けを借りてもつれ、その結果 48 個の論理量子ビットが作成されました。 これらの量子ビットはワイヤを利用するのではなく、光ピンセットを使用して相互に通信しました。

物理量子ビットに基づいた以前のより大型のマシンと比較すると、この新しい量子コンピューターは計算中のエラー率がはるかに低いことが実証されました。 ハーバード大学のチームが使用するプロセッサには、計算中に発生した間違いを修正する代わりに、後処理のエラー検出フェーズが組み込まれています。 このフェーズ中に、誤った出力が発見され、破棄されます。 これは、現在施行されているノイズ中間スケール量子 (NISQ) の時代を超えて量子コンピューターをスケーリングするための迅速なアプローチです。

この成果の結果、量子コンピューティングの新たな機会が利用可能になりました。 この成果は、スケーラブルで耐障害性があり、従来は解決できなかった問題に対処できる量子コンピューターの開発に向けた大きな一歩となります。 具体的には、この研究は、量子コンピューターが現在コンピューターサイエンスの分野で利用可能なテクノロジーでは考えられない計算や組み合わせ論を実行できる可能性を強調しています。 これにより、量子技術の進歩にまったく新しい道が開かれます。

画像ソース：Shutterstock

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