ความก้าวหน้าของ Harvard ในด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การก้าวกระโดดไปสู่การแก้ไขข้อผิดพลาดและการลดเสียงรบกวน

มีความก้าวหน้าอย่างมากในการประมวลผลควอนตัม ซึ่งได้รับการเปิดเผยโดยกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ร่วมกับ QuEra Computing Inc., มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ สำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม (DARPA) ของสหรัฐอเมริกาได้ให้การสนับสนุนเงินทุนสำหรับการพัฒนาโปรเซสเซอร์ที่ไม่ซ้ำใครซึ่งได้รับการออกแบบโดยมีจุดประสงค์เพื่อเอาชนะสองปัญหาที่สำคัญที่สุดในสาขานี้: เสียงรบกวนและความผิดพลาด

สัญญาณรบกวนที่ส่งผลต่อคิวบิต (ควอนตัมบิต) และทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณถือเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับการคำนวณควอนตัมซึ่งกำลังเผชิญกับสิ่งนี้ ความยาก เป็นระยะเวลาหนึ่ง ในกระบวนการปรับปรุงเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัม สิ่งนี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นอุปสรรคสำคัญ นับตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีมากกว่าหนึ่งพันคิวบิตเป็นสิ่งจำเป็นในการแก้ไขข้อผิดพลาดจำนวนมหาศาล นี่เป็นปัญหาที่ทำให้คอมพิวเตอร์เหล่านี้ไม่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย

ในงานวิจัยล้ำสมัยที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature ที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ทีมงานที่นำโดยมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้เปิดเผยกลยุทธ์ในการจัดการกับข้อกังวลเหล่านี้ พวกเขาเกิดแนวคิดเกี่ยวกับคิวบิตเชิงตรรกะ ซึ่งเป็นกลุ่มของคิวบิตที่เชื่อมโยงกันด้วยการพัวพันควอนตัมเพื่อวัตถุประสงค์ในการสื่อสาร ตรงกันข้ามกับวิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเดิมๆ ซึ่งอาศัยสำเนาข้อมูลที่ซ้ำกัน เทคนิคนี้ใช้ความซ้ำซ้อนโดยธรรมชาติที่มีอยู่ในคิวบิตเชิงตรรกะ

ทีมงานใช้ลอจิคัลคิวบิตจำนวน 48 คิวบิตซึ่งไม่เคยทำได้สำเร็จมาก่อน เพื่อดำเนินการคำนวณขนาดใหญ่บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แก้ไขข้อผิดพลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการพิสูจน์ระยะโค้ดที่ XNUMX ซึ่งบ่งชี้ถึงความยืดหยุ่นที่แข็งแกร่งต่อข้อผิดพลาดทางควอนตัม สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการสร้างและพันกันกับคิวบิตเชิงตรรกะที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างมา จึงได้นำมาปฏิบัติได้จริง

ในการสร้างโปรเซสเซอร์ อะตอมของรูบิเดียมหลายพันอะตอมถูกแยกออกจากกันในห้องสุญญากาศ จากนั้นจึงนำไปแช่เย็นให้มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์โดยใช้เลเซอร์และแม่เหล็ก อะตอมเหล่านี้ 280 อะตอมถูกแปลงเป็นคิวบิตและพันกันด้วยความช่วยเหลือของเลเซอร์เพิ่มเติม ซึ่งส่งผลให้เกิดการสร้างคิวบิตเชิงตรรกะ 48 ตัว แทนที่จะใช้สายไฟ คิวบิตเหล่านี้สื่อสารถึงกันผ่านการใช้แหนบแบบออปติก

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรที่ใหญ่กว่าก่อนหน้านี้ซึ่งใช้คิวบิตจริง คอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวใหม่นี้แสดงให้เห็นอัตราข้อผิดพลาดระหว่างการคำนวณที่ต่ำกว่ามาก แทนที่จะแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการคำนวณ โปรเซสเซอร์ที่ทีม Harvard ใช้กลับรวมเอาขั้นตอนการตรวจจับข้อผิดพลาดหลังการประมวลผลไว้ด้วย ในระหว่างระยะนี้ เอาต์พุตที่ผิดพลาดจะถูกค้นพบและละทิ้ง นี่เป็นแนวทางเร่งด่วนในการปรับขนาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมให้เกินกว่าอายุปัจจุบันของ Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) ซึ่งมีผลใช้อยู่ในปัจจุบัน

จากความสำเร็จนี้ โอกาสใหม่ๆ สำหรับการประมวลผลควอนตัมจึงเกิดขึ้น ความสำเร็จดังกล่าวถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถปรับขนาดได้ ทนทานต่อข้อผิดพลาด และสามารถจัดการกับปัญหาที่แต่ก่อนไม่สามารถแก้ไขได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การศึกษาเน้นย้ำถึงความเป็นไปได้ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำการคำนวณและการคำนวณแบบผสมผสานซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน นี่เป็นการเปิดช่องทางใหม่สำหรับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีควอนตัม

แหล่งที่มาของภาพ: Shutterstock

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction