Preboj Harvarda na področju kvantnega računalništva: preskok k odpravljanju napak in zmanjševanju šuma

Pri kvantnem računalništvu je prišlo do bistvenega napredka, ki ga je razkrila skupina raziskovalcev z Univerze Harvard v sodelovanju z QuEra Computing Inc., Univerzo Maryland in Tehnološkim inštitutom Massachusetts. Agencija za napredne obrambne raziskovalne projekte (DARPA) Združenih držav Amerike je zagotovila sredstva za razvoj edinstvenega procesorja, ki je bil zasnovan z namenom premagovanja dveh največjih težav na tem področju: hrupa in napak.

Hrup, ki vpliva na kubite (kvantne bite) in povzroča računske napake, je bil pomembna ovira za kvantno računalništvo, ki se sooča s tem Težava kar nekaj časa. V procesu izboljševanja kvantne računalniške tehnologije se je to izkazalo za veliko oviro. Od začetka časa so kvantni računalniki, ki vsebujejo več kot tisoč kubitov, potrebni za ogromno popravljanje napak. To je težava, ki je preprečila široko uporabo teh računalnikov.

V prelomni raziskavi, ki je bila objavljena v recenzirani znanstveni reviji Nature, je ekipa, ki jo je vodila univerza Harvard, razkrila svojo strategijo za reševanje teh skrbi. Prišli so do ideje o logičnih kubitih, ki so zbirke kubitov, ki so med seboj povezani s kvantno prepletenostjo za komunikacijske namene. V nasprotju s konvencionalno metodo odpravljanja napak, ki temelji na podvojenih kopijah informacij, ta tehnika uporablja inherentno redundanco, ki je prisotna v logičnih kubitih.

Ekipa je uporabila količino 48 logičnih kubitov, ki še nikoli niso bili doseženi, da bi učinkovito izvajala obsežne izračune na kvantnem računalniku s popravljenimi napakami. Z dokazovanjem kodne razdalje sedem, kar kaže na večjo odpornost na kvantne napake, je bilo to mogoče doseči s konstruiranjem in zapletanjem največjih logičnih kubitov, kar jih je bilo kdaj ustvarjenih. Zato je bilo to izvedljivo.

Da bi izdelali procesor, so v vakuumski komori ločili na tisoče atomov rubidija in jih nato z laserji in magneti ohladili na temperaturo, ki je bila zelo blizu absolutne ničle. 280 teh atomov je bilo pretvorjenih v kubite in zapletenih s pomočjo dodatnih laserjev, kar je povzročilo ustvarjanje 48 logičnih kubitov. Namesto z uporabo žic so ti kubiti komunicirali drug z drugim z uporabo optičnih pincet.

V primerjavi s prejšnjimi večjimi stroji, ki temeljijo na fizičnih kubitih, je ta novi kvantni računalnik pokazal precej nižjo stopnjo napak med izračuni. Namesto popravljanja napak, do katerih pride med izračuni, procesor, ki ga uporablja skupina s Harvarda, vključuje fazo zaznavanja napak po obdelavi. V tej fazi se odkrijejo in zavržejo napačni izhodi. To je pospešen pristop za skaliranje kvantnih računalnikov onkraj trenutne dobe Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), ki je trenutno v veljavi.

Kot rezultat tega dosežka so postale na voljo nove priložnosti za kvantno računalništvo. Dosežek je velik korak k razvoju kvantnih računalnikov, ki so razširljivi, odporni na napake in sposobni reševati probleme, ki so bili tradicionalno nerešljivi. Natančneje, študija poudarja možnost, da kvantni računalniki izvajajo izračune in kombinatoriko, ki si jih ni mogoče zamisliti s tehnologijo, ki je zdaj na voljo na področju računalništva. To odpira povsem novo pot za napredek kvantne tehnologije.

Vir slik: Shutterstock

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction