Harvards gjennombrudd innen kvanteberegning: et sprang mot feilretting og støyreduksjon

Harvards gjennombrudd innen kvanteberegning: et sprang mot feilretting og støyreduksjon

Tidsstempel: 8. desember 2023 1:23
Harvards gjennombrudd innen kvanteberegning: Et sprang mot feilretting og støyreduksjon PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Det har vært et betydelig fremskritt innen kvanteberegning, som ble avslørt av en gruppe forskere fra Harvard University, i forbindelse med QuEra Computing Inc., University of Maryland og Massachusetts Institute of Technology. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) i USA har gitt midler til utviklingen av en enestående prosessor som er designet med den hensikt å overvinne to av de største problemene på feltet: støy og feil.

Støy som påvirker qubits (kvantebiter) og forårsaker beregningsfeil har vært en betydelig hindring for kvanteberegning, som har konfrontert dette vanskeligheter en god stund. I prosessen med å forbedre kvantedatateknologien har dette vist seg å være en betydelig hindring. Siden tidenes begynnelse har kvantedatamaskiner som inneholder mer enn tusen qubits vært nødvendig for å gjøre enorme mengder feilretting. Dette er problemet som har forhindret disse datamaskinene fra å bli mye brukt.

I en banebrytende forskning som ble publisert i det fagfellevurderte vitenskapelige tidsskriftet Nature, avslørte teamet som ble ledet av Harvard University sin strategi for å møte disse bekymringene. De kom opp med ideen om logiske qubits, som er samlinger av qubits som er knyttet sammen av kvanteforviklinger for kommunikasjonsformål. I motsetning til den konvensjonelle metoden for feilkorrigering, som er avhengig av dupliserte kopier av informasjon, bruker denne teknikken den iboende redundansen som er tilstede i logiske qubits.

En mengde på 48 logiske qubits, som aldri hadde blitt oppnådd tidligere, ble brukt av teamet for å effektivt utføre storskalaberegninger på en feilkorrigert kvantedatamaskin. Ved å bevise en kodeavstand på syv, noe som indikerer en sterkere motstandskraft mot kvantefeil, ble dette gjort mulig ved å konstruere og sammenfiltre de største logiske qubitene som noen gang har blitt opprettet. Derfor ble dette gjort praktisk mulig.

For å konstruere prosessoren ble tusenvis av rubidiumatomer separert i et vakuumkammer, og deretter ble de avkjølt til en temperatur som var veldig nær absolutt null ved hjelp av lasere og magneter. 280 av disse atomene ble omdannet til qubits og viklet inn ved hjelp av ekstra lasere, noe som resulterte i opprettelsen av 48 logiske qubits. I stedet for å bruke ledninger, kommuniserte disse qubitene med hverandre ved bruk av optiske pinsett.

Sammenlignet med tidligere større maskiner som er basert på fysiske qubits, viste denne nye kvantedatamaskinen en langt lavere frekvens av feil under beregninger. I stedet for å fikse feil som oppstår under beregninger, har prosessoren som brukes av Harvard-teamet en etterbehandlingsfase for feildeteksjon. I løpet av denne fasen blir feilaktige utdata oppdaget og forkastet. Dette er en fremskyndet tilnærming for å skalere kvantedatamaskiner utover den nåværende alderen til Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), som for øyeblikket er i kraft.

Som et resultat av denne prestasjonen har nye muligheter for kvanteberegning blitt tilgjengelig. Prestasjonen er et stort skritt mot utviklingen av kvantedatamaskiner som er skalerbare, feiltolerante og i stand til å løse problemer som tradisjonelt har vært vanskelig å løse. Konkret fremhever studien muligheten for kvantedatamaskiner til å utføre beregninger og kombinatorikk som ikke er tenkelige med teknologien som nå er tilgjengelig innen datavitenskap. Dette åpner en helt ny vei for utvikling av kvanteteknologi.

Bildekilde: Shutterstock

Tidstempel:

Mer fra Blockchain Nyheter