개요
양자 오류 수정의 세계에서는 약자가 왕을 찾아오고 있습니다.
지난 주, 두 그룹의 새로운 시뮬레이션에서는 점점 증가하는 양자 오류 정정 코드 클래스가 표면 코드로 알려진 현재의 표준보다 훨씬 더 효율적이라고 보고했습니다. 코드는 모두 오류가 발생하기 쉬운 큐비트 무리를 거의 실수하지 않는 훨씬 더 작은 "보호된" 큐비트 밴드로 변환하여 작동합니다. 그러나 두 시뮬레이션에서 저밀도 패리티 검사(LDPC) 코드는 표면 코드보다 10~15배 적은 원시 큐비트에서 보호된 큐비트를 만들 수 있습니다. 두 그룹 모두 실제 하드웨어에서 이러한 시뮬레이션된 도약을 구현하지 않았지만 실험 청사진은 이러한 코드 또는 이와 유사한 코드가 더 유능한 양자 장치의 도착을 앞당길 수 있음을 시사합니다.
"정말로 결실을 맺을 것 같습니다." 다니엘 고테스만 LDPC 코드를 연구하지만 최근 연구에는 참여하지 않은 메릴랜드 대학의 교수입니다. "이러한 [코드]는 양자 컴퓨터를 만드는 능력을 크게 향상시킬 수 있는 실용적인 것들이 될 수 있습니다."
클래식 컴퓨터는 거의 오작동하지 않는 비트로 실행됩니다. 그러나 양자 컴퓨터에 전력을 공급하는 입자 같은 물체인 큐비트는 무엇이든 섬세한 상태에서 벗어나게 되면 양자 능력을 잃습니다. 미래의 큐비트를 유용하게 활용하기 위해 연구자들은 다음을 사용할 계획입니다. 양자 오류 수정, 정보를 중복적으로 인코딩하기 위해 추가 큐비트를 사용하는 관행입니다. 이는 각 단어를 두 번 말하여 더 많은 문자에 정보를 분산시켜 메시지를 정적로부터 보호하는 것과 유사합니다.
정식 왕
1998년에 캘리포니아 공과대학의 Alexei Kitaev와 당시 러시아 Landau 이론 물리학 연구소의 Sergey Bravyi가 양자 오류 수정 표면 코드를 소개했습니다. 큐비트를 정사각형 그리드로 구성하고 지뢰 찾기 게임과 같은 작업을 실행합니다. 각 큐비트는 0개의 이웃에 연결되므로 지정된 도우미 큐비트를 확인하면 1개의 데이터 운반 큐비트를 신중하게 스누핑할 수 있습니다. 검사 결과가 XNUMX인지 XNUMX인지에 따라 일부 이웃이 오류를 범했는지 유추할 수 있습니다. 보드를 둘러보면 어디에서 오류가 있는지 유추하고 수정할 수 있습니다.
개요
이러한 검사와 불확실한 큐비트의 보다 미묘한 조정을 통해 정확히 여기나 저기가 아닌 모든 곳에서 정사각형 블록의 데이터 전달 큐비트 전체에 신뢰할 수 있는 큐비트를 숨길 수도 있습니다. 불확실한 큐비트가 지뢰찾기 작업을 원활하게 진행하는 한, 숨겨진 큐비트는 안전하게 유지되며 작업을 수행하기 위해 조작될 수 있습니다. 이러한 방식으로 표면 코드는 많은 조잡한 큐비트를 오류가 거의 발생하지 않는 단일 큐비트로 우아하게 융합합니다.
"나에게 약간 짜증나는 점은 표면 코드가 생각할 수 있는 가장 간단한 것이라는 점입니다."라고 말했습니다. 니콜라스 브루크만, 물리학자로 변신한 브리스톨 대학교의 수학자. 그는 이 계획을 개선하기 위해 수년을 보냈습니다. "그리고 성능이 놀라울 정도로 좋습니다."
코드는 오류 수정의 표준이 되었습니다. 오작동하는 큐비트에 대한 내성이 매우 높았으며 그리드를 시각화하기가 쉬웠습니다. 결과적으로 표면 코드는 양자 프로세서 설계와 양자 로드맵에 영향을 미쳤습니다.
“그건 할 일이었어.”라고 말했다 바바라 테할, 네덜란드 QuTech 연구소의 양자 정보 이론가. "이것이 당신이 만들어야 할 칩입니다."
아직 실제로 완전히 입증되지 않은 표면 코드의 단점은 큐비트에 대한 만족할 줄 모르는 욕구입니다. 신뢰할 수 있는 큐비트를 더욱 강력하게 보호하려면 더 큰 조잡한 큐비트 블록이 필요합니다. 그리고 여러 개의 보호된 큐비트를 만들려면 여러 블록을 함께 연결해야 합니다. 많은 보호된 큐비트에서 양자 알고리즘을 실행하려는 연구자에게 이는 부담스러운 부담입니다.
2013년 Gottesman은 이러한 혼란에서 벗어날 수 있는 잠재적인 방법을 발견했습니다.
Terhal과 Bravyi를 포함한 연구자들은 증거를 발견하다 이는 이웃과 이웃만 연결하는 평면 코드의 경우 표면 코드가 원하는 대로 작동했음을 시사합니다. 하지만 각 검사가 멀리 떨어진 큐비트를 함께 연결하도록 허용하면 어떻게 될까요? 양자 정보 이론가들은 이미 LDPC 코드라고 불리는 "비로컬" 연결을 특징으로 하는 코드를 탐색하기 시작했습니다. (혼란스럽게도 표면 코드도 기술적으로는 LDPC 코드이지만 실제로는 이 용어가 로컬이 아닌 검사를 사용하는 좀 더 이국적인 클랜 멤버를 가리키는 경우가 많습니다.)
그런 다음 Gottesman은 특정 LDPC 코드가 훨씬 덜 탐욕스러울 수 있음을 보여주었습니다. 즉, 여러 개의 보호된 큐비트를 단일 블록에 밀어 넣을 수 있어 더 큰 알고리즘에 대한 표면 코드의 풍선 큐비트 요구 사항을 피하는 데 도움이 됩니다.
그러나 Gottesman의 작업은 매우 이상화되었으며 본질적으로 무한한 큐비트 떼로 간주되었습니다. 실질적인 과제는 연구자들이 LDPC 코드의 성능을 유지하면서 실제 양자 장치에서 작동하도록 LDPC 코드를 축소할 수 있는지 여부를 확인하는 것이었습니다.
가상 보호 시연
지난 XNUMX 년 동안 브뤼크만 및 다른 연구자들 점점 더 작은 시스템에서 실행될 수 있는 LDPC 코드의 성능을 면밀히 조사하기 시작했습니다. 일부는 아마도 100개의 원시 큐비트를 제공할 수 있는 오늘날의 장치에 적합할 것이라는 희망이 있었습니다.
지난 주, Bravyi가 이끄는 IBM 연구원 팀은 LDPC 코드를 기반으로 지금까지 가장 작고 가장 구체적인 LDPC 청사진의 시뮬레이션을 공개했습니다. 잘 알려지지 않은 종이 이는 2012개의 인접 큐비트에 대한 표면 코드 검사로 시작하여 신중하게 선택된 XNUMX개의 "비로컬" 큐비트를 추가했습니다.
발생할 수 있는 다양한 오류를 시뮬레이션했습니다. 코드가 실제 회로에서 실행된다면 디지털 풍동에 디지털 전투기를 꽂고 그것이 어떻게 나는지 보는 것과 같은 과정이 될 것입니다. 그리고 그들은 그들의 코드가 표면 코드보다 훨씬 더 효율적으로 신뢰할 수 있는 큐비트를 보호할 수 있다는 것을 발견했습니다. 한 번의 테스트 실행에서 코드는 288%의 실패율을 보이는 0.1개의 원시 큐비트를 사용하여 실패율이 12배 더 낮은 10,000개의 보호된 큐비트를 생성했습니다. 팀은 동일한 작업을 위해 표면 코드에 4,000개 이상의 입력 큐비트가 필요할 것으로 추정했습니다.
IBM 팀의 연구원인 Andrew Cross는 “우리는 이에 매우 놀랐습니다.”라고 말했습니다.
누구도 4,000큐비트에 액세스할 수 없지만 수백 큐비트를 가진 장치가 바로 코앞에 있기 때문에 시뮬레이션은 오늘 내일의 오류 수정 가능성을 보여줍니다.
Gottesman은 “현재 우리가 보유하고 있는 큐비트 수가 많은 장치를 사용하면 상당한 양의 내결함성을 볼 수 있습니다.”라고 말했습니다.
IBM의 사전 인쇄본이 나온 지 하루 만에 미하일 루킨 하버드 대학교와 량 장 시카고 대학교의 비슷한 결과를 올렸습니다. (연구원들은 동료 검토 저널에 제출된 자신의 연구에 대해 논의하기를 거부했습니다.) 그들은 다른 두 가지의 먼지를 털어냈습니다. LDPC 코드, 시뮬레이션을 위해 수정한 결과, 표면 코드와 비교할 때 수십에서 수백 개의 좋은 큐비트를 만들기 위해 대략 XNUMX/XNUMX의 입력 큐비트 수가 필요하다는 것을 발견했습니다.
그러나 F-35를 구축하는 것은 F-35를 시뮬레이션하는 것보다 어렵고 LDPC 코드 지원 장치를 구축하는 것도 매우 어려울 것입니다. Gottesman은 “두 가지 주요 요인이 이러한 일이 실제로 장악되는 것을 막을 수 있습니다.”라고 말했습니다.
첫째, 큐비트 간에 비로컬 연결을 생성하는 것은 어렵습니다. 특히 움직이지 않는 초전도 회로에서 큐비트를 만드는 IBM과 같은 회사의 경우 더욱 그렇습니다. 이러한 회로를 이웃과 연결하는 것은 자연스럽지만, 멀리 떨어져 있는 큐비트 사이를 연결하는 것은 그렇지 않습니다.
개요
둘째, LDPC 코드는 IBM 시뮬레이션에서처럼 보호된 큐비트가 메모리에 사용될 때 탁월합니다. 그러나 계산을 위해 모호하고 겹치는 큐비트를 사용하는 경우 얽힌 비로컬 코드 구조로 인해 원하는 큐비트를 선택하고 조종하기가 훨씬 더 어려워집니다.
2013년 연구에서 이를 위한 계획을 스케치한 Gottesman은 "우리는 이러한 계산을 수행하는 것이 원칙적으로 가능하다는 것을 알고 있습니다."라고 말했습니다. "하지만 실제로 실용적인 방법으로 이를 수행하는 것이 가능한지는 알 수 없습니다."
Lukin과 동료들은 이러한 주요 약점을 해결하기 위해 적당한 조치를 취했습니다. 우선, 팀은 LDPC로 보호되는 양자 메모리와 표면 코드로 보호되는 양자 프로세서를 결합하여 엔드투엔드 계산을 시뮬레이션했습니다. 해당 방식에서는 큐비트 절감 효과가 계산 부담에서 크게 살아남았지만 계산 실행 시간이 더 오래 걸렸습니다.
게다가 Lukin 팀은 시뮬레이션을 다음 유형에 맞게 조정했습니다. 자유롭게 돌아다니는 큐비트 이는 장거리 연결을 준비하는 데 자연스럽게 적합합니다. 고정된 초전도 회로와 달리 큐비트는 레이저 빔에 의해 유지되는 원자입니다. 레이저를 움직여 먼 큐비트를 접촉시킬 수 있습니다. Breuckmann은 “이것은 LDPC 코드에 있어서 매우 놀라운 일입니다.”라고 말했습니다.
LDPC 코드가 언제 실용화될지는 불확실합니다. 수십 개의 신뢰할 수 있는 메모리 큐비트의 시연은 가장 장밋빛 예측에서도 적어도 몇 년은 걸릴 가능성이 높으며 계산은 여전히 더 멀리 있습니다. 그러나 최근 시뮬레이션을 통해 표면 코드는 점점 더 목적지가 아닌 양자 계산으로 가는 길의 디딤돌처럼 보입니다.
Breuckmann은 “표면 코드가 20년 동안 존재해 온 이유가 있습니다.”라고 말했습니다. "이기기는 어렵지만 이제 실제로 이길 수 있다는 증거가 있습니다."
- SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
- PlatoData.Network 수직 생성 Ai. 자신에게 권한을 부여하십시오. 여기에서 액세스하십시오.
- PlatoAiStream. 웹3 인텔리전스. 지식 증폭. 여기에서 액세스하십시오.
- 플라톤ESG. 자동차 / EV, 탄소, 클린테크, 에너지, 환경, 태양광, 폐기물 관리. 여기에서 액세스하십시오.
- PlatoHealth. 생명 공학 및 임상 시험 인텔리전스. 여기에서 액세스하십시오.
- 차트프라임. ChartPrime으로 트레이딩 게임을 향상시키십시오. 여기에서 액세스하십시오.
- BlockOffsets. 환경 오프셋 소유권 현대화. 여기에서 액세스하십시오.
- 출처: https://www.quantamagazine.org/new-codes-could-make-quantum-computing-10-times-more-efficient-20230825/
- :있다
- :이다
- :아니
- :어디
- ][피
- 000
- 1
- 10
- 100
- 12
- 15%
- 1998
- 20
- 20년
- 2012
- 2013
- a
- 능력
- 소개
- AC
- ACCESS
- 실제
- 실제로
- 추가
- 주소 지정
- 후
- 알고리즘
- All
- 수
- 수
- 따라
- 이미
- 또한
- 중
- 양
- an
- 및
- 앤드류
- 아무것도
- 등장
- 식욕
- 있군요
- 약
- 도착
- AS
- At
- 피하기
- 떨어져
- 밴드
- 기반으로
- BE
- 되었다
- 때문에
- 가
- 된
- 시작된
- 사이에
- 더 큰
- 블록
- 블록
- 판
- 일시: XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 화요일 XNUMX:XNUMXpm - XNUMX:XNUMXpm 장소: 여의도 페어몬트 앰배서더 서울 호텔 XNUMXF 아잘레아스 룸 [약도] 행사 문의: info.korea@rescale.com
- 가져
- 브리스 틀
- 건물
- 부담
- 비자 면제 프로그램에 해당하는 국가의 시민권을 가지고 있지만
- by
- 계산
- 캘리포니아
- 라는
- CAN
- 수
- 면밀히
- 어떤
- 도전
- 도전
- 문자
- 검사
- 확인
- 확인하는 것이 좋다.
- 시카고
- 칩
- 선택
- 씨족
- 수업
- 암호
- 코드
- 협동
- 동료
- 제공
- 오는
- 기업
- 비교
- 계산
- 계산
- 컴퓨터
- 컴퓨팅
- 연결
- 연결
- 연결
- 커넥트
- 고려
- CONTACT
- 모서리
- 비용
- 수
- 만들
- 만들기
- Cross
- Current
- 일
- 시연
- 의존
- 디자인
- 지정
- 원하는
- 목적지
- 장치
- 디바이스
- DID
- 디지털
- 토론
- do
- 하기
- 말라
- 아래 (down)
- 단점
- 수십
- 마다
- 쉽게
- 효율적인
- 효율적으로
- 끝으로 종료
- 오류
- 오류
- 특히
- 본질적으로
- 예상
- 조차
- 증거
- 정확하게
- 뛰어나다
- 실행
- 이국적인
- 실험
- 탐험
- 여분의
- 매우
- 실패한
- 고장
- 멀리
- 특색
- 를
- 적은
- 맞게
- 수정
- 플랫
- 럭셔리
- 예측
- 발견
- 사
- 에
- 결실
- 충분히
- 추가
- 미래
- 경기
- 점점
- 덴탈
- 골드 표준
- 좋은
- 매우
- 그리드
- 그룹
- 여러 떼
- 했다
- 하드
- 열심히
- 하드웨어
- 하버드
- 하버드 대학교
- 있다
- 가고
- 개최
- 도움
- 여기에서 지금 확인해 보세요.
- 숨겨진
- 숨는 장소
- 고도로
- 그의
- 기대
- 방법
- HTTPS
- 수백
- IBM
- if
- 구현
- 개선
- in
- 포함
- 더욱 더
- 무한의
- 영향을받은
- 정보
- 입력
- 학회
- 으로
- 소개
- 참여
- IT
- 그
- 일지
- 다만
- 유지
- 왕
- 알아
- 알려진
- 크게
- 큰
- 레이저
- 레이저
- 성
- 도약
- 가장 작은
- 지도
- 적게
- 처럼
- 아마도
- LINK
- 모래밭
- 긴
- 이상
- 봐라.
- 잃다
- 절감
- 만든
- 잡지
- 본관
- 확인
- 제작
- 조작
- .
- 지도
- 메릴랜드
- me
- 회원
- 메모리
- 메시지
- 수도
- 불발
- 실수
- 겸손한
- 수정
- 배우기
- 보다 효율적으로
- 가장
- 움직이는
- 많은
- 여러
- 자연의
- 필요
- 필요
- 이웃
- ...도 아니고 ...도 아니다
- 네덜란드
- 신제품
- 아니
- 지금
- 번호
- 사물
- of
- 오프
- 자주
- on
- ONE
- 만
- 행정부
- or
- 주문
- 조직
- 기타
- 우리의
- 아웃
- 위에
- 둥가
- 통로
- 동료 심사를 거친
- 수행
- 성능
- 수행하다
- 혹시
- 물리학
- 계획
- 플라톤
- 플라톤 데이터 인텔리전스
- 플라토데이터
- 가능성
- 가능한
- 가능성
- 힘
- 실용적인
- 연습
- 보존
- 일차
- 원칙
- 방법
- 프로세서
- 가공업자
- 보호
- 보호
- 보호
- 출판
- 콴타마진
- 양자 컴퓨팅
- 양자 알고리즘
- 양자 컴퓨터
- 양자 컴퓨팅
- 양자 오류 수정
- 양자 정보
- 큐빗
- 큐 비트
- 드물게
- 율
- 차라리
- 살갗이 벗어 진
- 현실
- 정말
- 이유
- 최근
- 의미
- 신뢰할 수있는
- 남아
- 유적
- 보고
- 필수
- 요구조건 니즈
- 연구
- 연구원
- 연구원
- 결과
- 반품
- 연락해주세요
- 상승
- 도로
- 거칠게
- 달리기
- 달리는
- 러시아
- 가장 안전한 따뜻함
- 말했다
- 같은
- 저금
- 본
- 규모
- 계획
- 참조
- 보고
- 보다
- 보여
- 비슷한
- 시뮬레이션
- 단일
- 작은
- 원활하게
- 탐정
- So
- 일부
- 무언가
- 말하기
- 지출
- 정신
- 복음
- 광장
- 표준
- 시작
- 주 정부
- 단계
- 고집하는
- 중지
- 강하게
- 구조
- 연구
- 제출
- 실질적인
- 이러한
- 제안
- 초전도
- 표면
- 깜짝
- 생존
- 시스템은
- 맞춤형
- 복용
- 태스크
- 팀
- 기술적으로
- Technology
- 수십
- 기간
- test
- 보다
- 그
- XNUMXD덴탈의
- 정보
- 네덜란드
- 세계
- 그들의
- 그들
- 그때
- 이론적 인
- 그곳에.
- Bowman의
- 그들
- 맡은 일
- 일
- 생각
- 이
- 그
- 도처에
- 시간
- 시대
- 에
- 오늘
- 오늘의
- 함께
- 공차
- 너무
- 했다
- 힘든
- 방향
- 변화
- 터널
- 돌린
- 두번
- 두
- 유형
- 불확실한
- 대학
- 시카고 대학
- 같지 않은
- 공개
- 사용
- 익숙한
- 사용
- 여러
- 대단히
- 온라인
- 였다
- 방법..
- we
- 웹
- 주
- 잘
- 했다
- 뭐
- 언제
- 여부
- 어느
- 동안
- 누구
- 의지
- 바람
- 과
- 워드
- 작업
- 세계
- 겠지
- 년
- 아직
- 자신의
- 제퍼 넷