Kuantum Bilgisayarları Hata Düzeltme Atılımıyla Büyük Bir Adım Atıyor

Kuantum Bilgisayarları Hata Düzeltme Atılımıyla Büyük Bir Adım Atıyor

Zaman Damgası: 4 Nisan 2024 5:26
Kuantum Bilgisayarlar Hata Düzeltme Çığır Açan PlatoBlockchain Veri Zekasıyla Büyük Bir Adım Atıyor. Dikey Arama. Ai.

Kuantum bilgisayarların araştırma merakından pratik olarak kullanışlı cihazlara dönüşmesi için araştırmacıların hatalarını kontrol altına alması gerekiyor. Microsoft ve Quantinuum'un yeni araştırması artık bu yönde büyük bir adım attı.

Günümüzün kuantum bilgisayarları “gürültülü orta ölçekli kuantum” (NISQ) dönemine sıkı sıkıya bağlı kalıyorlar. Şirketler tel çekme konusunda bazı başarılar elde ederken çok sayıda kübit bir aradakuantum durumlarını hızla bozabilecek gürültüye karşı oldukça hassastırlar. Bu, pratik olarak faydalı olacak yeterli adımlarla hesaplamaların yapılmasını imkansız hale getirir.

Bazıları bu gürültülü cihazların hala pratik kullanıma sunulabileceğini iddia etse de, fikir birliği, kuantum hata düzeltme şemalarının, teknolojinin tam potansiyelinin gerçekleştirilmesi için hayati önemde olacağı yönünde. Ancak kuantum bilgisayarlarda hata düzeltmesi zordur çünkü kübitin kuantum durumunu okumak onun çökmesine neden olur.

Araştırmacılar, mantıksal kübit olarak bilinen şeyi oluşturmak için kuantum bilgisinin her bir bitini birden fazla fiziksel kübite yayan hata düzeltme kodlarını kullanarak bu sorunu aşmanın yollarını geliştirdiler. Bu, yedeklilik sağlar ve mantıksal kübitteki bilgileri etkilemeden fiziksel kübitlerdeki hataları tespit edip düzeltmeyi mümkün kılar.

Buradaki zorluk, yakın zamana kadar her bir mantıksal kübitin yaratılmasının yaklaşık 1,000 fiziksel kübit alabileceği varsayılmasıydı. Günümüzün en büyük kuantum işlemcileri yalnızca bu kadar kübite sahip; bu da anlamlı hesaplamalar için yeterli mantıksal kübit oluşturmanın hala uzak bir hedef olduğunu gösteriyor.

Geçen yıl Harvard'dan araştırmacılar ve yeni kurulan QuEra'dan araştırmacılar bunu yapabileceklerini gösterdiklerinde bu durum değişti. 48 mantıksal kübit üret yalnızca 280 fiziksel olandan. Ve şimdi Microsoft ile Quantinuum arasındaki iş birliği bir adım daha ileri giderek, yalnızca mantıksal kübitler oluşturmakla kalmayıp, bunları aslında hata oranlarını 800 kat azaltmak için kullanabildiklerini ve tek bir hata olmadan 14,000'den fazla deneysel rutini gerçekleştirebildiklerini gösterdi.

Microsoft'tan Krysta Svore, "Burada yaptıklarımız tüylerimi diken diken ediyor" söyledi New Scientist. "Hata düzeltmenin tekrarlanabilir olduğunu, işe yaradığını ve güvenilir olduğunu gösterdik."

Araştırmacılar, Quantinuum'un tuzaklanmış iyon teknolojisine dayanan ve yalnızca 2 kubitlik nispeten küçük olan H32 kuantum işlemcisi ile çalışıyorlardı. Ancak Microsoft tarafından geliştirilen hata düzeltme kodlarını uygulayarak, yalnızca her 100,000 çalıştırmada bir hatayla karşılaşan dört mantıksal kübit oluşturmayı başardılar.

Microsoft ekibi, en büyük başarılardan birinin şu şekilde olduğunu belirtiyor: Bir blog yazısıMantıksal kübitleri bozmadan hataları teşhis edip düzeltebilmeleriydi. Bu, kübitlerin durumlarından ziyade, gürültüyü etkileyen gürültünün doğası hakkındaki bilgileri okuyabilen, "aktif sendrom çıkarımı" olarak bilinen bir yaklaşım sayesinde gerçekleşti, Svore söyledi IEEE Spektrumu.

Ancak hata düzeltme şeması bir raf ömrü vardı. Araştırmacılar mantıksal bir kübit üzerinde birden fazla işlem gerçekleştirip ardından hata düzeltmesi yaptıklarında, ikinci turda hata oranlarının fiziksel kübitlerde bulunanların yalnızca yarısı kadar olduğunu ve üçüncü turda istatistiksel olarak anlamlı bir etkinin olmadığını buldular.

Sonuçlar ne kadar etkileyici olursa olsun, Microsoft ekibi blog yazılarında gerçekten güçlü kuantum bilgisayarları yaratmanın yalnızca her 100 milyon işlemde bir hata yapan mantıksal kübitler gerektireceğine dikkat çekiyor.

Ne olursa olsun sonuç, Quantinuum'un iddia ettiği gibi hata düzeltme yeteneklerinde büyük bir sıçramaya işaret ediyor. Bir basın açıklaması kuantum hesaplamada yeni bir çağın başlangıcını temsil ediyor. Bu biraz aceleye getirmek olsa da, kesinlikle insanların hataya dayanıklı kuantum hesaplamayı ne zaman başaracağımıza dair zaman çizelgelerinin güncellenmesi gerekebileceğini gösteriyor.

Resim Kredi: Quantinuum H2 kuantum bilgisayarı / Quantinuum

Zaman Damgası:

Den fazla Tekillik Merkezi