Descoperirea Harvard în calculul cuantic: un salt către corectarea erorilor și reducerea zgomotului

Descoperirea Harvard în calculul cuantic: un salt către corectarea erorilor și reducerea zgomotului

Marca temporală: 8 decembrie 2023, ora 1:23
Harvard's Breakthrough in Quantum Computing: A Leap Towards Error-Correction and Noise Reduction PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

A existat un progres substanțial în calculul cuantic, care a fost dezvăluit de un grup de cercetători de la Universitatea Harvard, în colaborare cu QuEra Computing Inc., Universitatea din Maryland și Institutul de Tehnologie din Massachusetts. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) din Statele Unite ale Americii a oferit finanțare pentru dezvoltarea unui procesor unic, care a fost proiectat cu intenția de a depăși două dintre cele mai majore probleme din domeniu: zgomot și greșeli.

Zgomotul care afectează qubiții (biți cuantici) și provoacă greșeli de calcul a fost un obstacol semnificativ pentru calculul cuantic, care s-a confruntat cu acest lucru. dificultate de ceva vreme. În procesul de îmbunătățire a tehnologiei calculatoarelor cuantice, aceasta s-a dovedit a fi un obstacol semnificativ. De la începutul timpurilor, computerele cuantice care conțin mai mult de o mie de qubiți au fost necesare pentru a face cantități enorme de corectare a erorilor. Aceasta este problema care a împiedicat utilizarea pe scară largă a acestor computere.

Într-o cercetare revoluționară care a fost publicată în jurnalul științific Nature, echipa condusă de Universitatea Harvard și-a dezvăluit strategia pentru abordarea acestor preocupări. Ei au venit cu ideea de qubiți logici, care sunt colecții de qubiți care sunt legați împreună prin întricarea cuantică în scopuri de comunicare. Spre deosebire de metoda convențională de corectare a erorilor, care se bazează pe copii duplicate ale informațiilor, această tehnică folosește redundanța inerentă care este prezentă în qubiții logici.

O cantitate de 48 de qubiți logici, care nu fusese niciodată realizată anterior, a fost folosită de echipă pentru a efectua eficient calcule la scară largă pe un computer cuantic corectat de erori. Prin demonstrarea unei distanțe de cod de șapte, ceea ce indică o rezistență mai puternică la erorile cuantice, acest lucru a fost realizat prin construirea și încurcarea celor mai mari qubiți logici care au fost creați vreodată. Prin urmare, acest lucru a fost făcut posibil.

Pentru a construi procesorul, mii de atomi de rubidiu au fost separați într-o cameră de vid și apoi au fost răciți la o temperatură care a fost foarte aproape de zero absolut folosind lasere și magneți. 280 dintre acești atomi au fost transformați în qubiți și încurși cu ajutorul unor lasere suplimentare, ceea ce a dus la crearea a 48 de qubiți logici. În loc să utilizeze fire, acești qubiți comunicau între ei prin utilizarea pensetelor optice.

În comparație cu mașinile anterioare mai mari care se bazează pe qubiți fizici, acest nou computer cuantic a demonstrat o rată mult mai mică de greșeli în timpul calculelor. În loc să remedieze greșelile care apar în timpul calculelor, procesorul folosit de echipa Harvard încorporează o fază de detectare a erorilor de post-procesare. În această fază, ieșirile eronate sunt descoperite și eliminate. Aceasta este o abordare accelerată pentru scalarea computerelor cuantice dincolo de epoca actuală a Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), care este în prezent în vigoare.

Ca rezultat al acestei realizări, au devenit disponibile noi oportunități pentru calculul cuantic. Realizarea este un pas mare către dezvoltarea calculatoarelor cuantice care sunt scalabile, tolerante la erori și capabile să abordeze probleme care au fost în mod tradițional insolubile. Mai exact, studiul evidențiază posibilitatea calculatoarelor cuantice de a efectua calcule și combinatorice care nu sunt imaginabile cu tehnologia care este acum disponibilă în domeniul informaticii. Aceasta deschide o cale cu totul nouă pentru progresul tehnologiei cuantice.

Sursa imaginii: Shutterstock

Timestamp-ul:

Mai mult de la Știri Blockchain