Giriş
Kuantum hata düzeltme dünyasında, kralın peşinde bir mazlum geliyor.
Geçen hafta, iki gruptan yapılan yeni simülasyonlar, yükselen bir kuantum hata düzeltme kodu sınıfının, yüzey kodu olarak bilinen mevcut altın standardından büyüklük sırasına göre daha verimli olduğunu bildirdi. Kodların tümü, hataya açık kübit sürüsünü, nadiren hata yapan çok daha küçük bir "korumalı" kübit grubuna dönüştürerek çalışıyor. Ancak iki simülasyonda, düşük yoğunluklu eşlik denetimi (LDPC) kodları, yüzey kodundan 10 ila 15 kat daha az ham kübitten korumalı kübitler oluşturabildi. Her iki grup da bu simüle edilmiş sıçramaları gerçek donanımda uygulamadı, ancak deneysel planlar bu kodların veya buna benzer kodların daha yetenekli kuantum cihazlarının gelişini hızlandırabileceğini öne sürüyor.
"Gerçekten meyvelerini verecek gibi görünüyor" dedi Daniel Gottesman LDPC kodlarını inceleyen ancak son araştırmalara dahil olmayan Maryland Üniversitesi'nden Dr. "Bu [kodlar] kuantum bilgisayarları yapma yeteneğimizi büyük ölçüde geliştirebilecek pratik şeyler olabilir."
Klasik bilgisayarlar nadiren tekleyen bitler üzerinde çalışır. Ancak kuantum bilgisayarlara güç sağlayan parçacık benzeri nesneler (kübitler) neredeyse herhangi bir şey onları hassas durumlarından çıkardığında kuantum mojolarını kaybederler. Gelecekteki kübitleri kullanışlı hale getirmek için araştırmacılar şunları kullanmayı planlıyor: kuantum hata düzeltmesi, bilgiyi yedekli olarak kodlamak için ekstra kübit kullanma uygulaması. Bu, her kelimeyi iki kez söyleyerek bir mesajı statikten korumaya ve bilgiyi daha fazla karaktere yaymaya benzer.
Kanonik Kral
1998 yılında, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Alexei Kitaev ve o zamanlar Rusya'daki Landau Teorik Fizik Enstitüsü'nden Sergey Bravyi, kuantum hatasını düzelten yüzey kodunu tanıttılar. Kübitleri kare bir ızgara halinde düzenler ve Mayın Tarlası oyununa benzer bir şey yürütür: Her kübit dört komşuya bağlanır, böylece belirlenmiş yardımcı kübitleri kontrol etmek, veri taşıyan dört kübiti gizlice gözetlemenize olanak tanır. Kontrolün 0 mı yoksa 1 mi döndürdüğüne bağlı olarak bazı komşuların hata yapıp yapmadığını anlayabilirsiniz. Panoyu kontrol ederek hataların nerede olduğunu tespit edebilir ve düzeltebilirsiniz.
Giriş
Bu kontroller ve şüpheli kübitlerde daha ince ayarlamalar yaparak, kare bloğun veri taşıyan kübitleri boyunca güvenilir bir kübiti tam olarak burada veya orada değil, her yerde gizleyebilirsiniz. Şüpheli kübitler Mayın Tarlası operasyonlarının sorunsuz bir şekilde ilerlemesini sağladığı sürece, gizli kübit güvende kalır ve operasyonları gerçekleştirmek için manipüle edilebilir. Bu şekilde, yüzey kodu birçok kalitesiz kübiti nadiren hata yapan tek bir kübitte zarif bir şekilde birleştirir.
"Benim için biraz can sıkıcı olan şey, yüzey kodunun aklınıza gelebilecek en basit şey olmasıdır" dedi Nikolas BreuckmannBristol Üniversitesi'nde matematikçi olan bir fizikçi, planını geliştirmek için yıllarını harcadı. "Ve son derece iyi bir performans sergiliyor."
Kod, hata düzeltmede altın standart haline geldi; hatalı davranan kübitlere karşı oldukça toleranslıydı ve ızgarayı görselleştirmek kolaydı. Sonuç olarak yüzey kodu, kuantum işlemcilerin ve kuantum yol haritalarının tasarımını etkiledi.
"Yapılması gereken buydu" dedi Barbara TerhalHollanda'daki QuTech araştırma enstitüsünde kuantum bilgi teorisyeni. “Yapman gereken çip bu.”
Yüzey kodunun henüz pratikte tam olarak kanıtlanmayan dezavantajı, kubitlere karşı doyumsuz bir iştahtır. Güvenilir kübiti daha güçlü bir şekilde korumak için daha büyük kalitesiz kübit bloklarına ihtiyaç vardır. Birden fazla korumalı kübit oluşturmak için birden fazla bloğu bir araya getirmeniz gerekir. Korunan birçok kübit üzerinde kuantum algoritmaları çalıştırmayı hayal eden araştırmacılar için bunlar ağır bir yüktür.
2013 yılında Gottesman bu karmaşadan kurtulmanın potansiyel bir yolunu gördü.
Terhal ve Bravyi'nin de aralarında bulunduğu araştırmacılar kanıt bulundu Bu, yalnızca komşuları komşulara bağlayan düz bir kod için yüzey kodunun umduğunuz kadar iyi sonuç verdiğini gösteriyor. Peki ya her kontrolün birbirinden uzak kübitleri birbirine bağlamasına izin verirseniz? Kuantum bilgi teorisyenleri, sıradan bir şekilde LDPC kodları olarak adlandırılan bu tür "yerel olmayan" bağlantıları içeren kodları keşfetmeye çoktan başlamıştı. (Kafa karıştırıcı bir şekilde, yüzey kodu da teknik olarak bir LDPC kodudur, ancak pratikte bu terim genellikle yerel olmayan kontrollere sahip daha egzotik klan üyelerini ifade eder.)
Gottesman daha sonra bazı LDPC kodlarının çok daha az açgözlü olabileceğini gösterdi: Birden fazla korumalı kübiti tek bir bloğa sıkıştırabilirler, bu da yüzey kodunun daha büyük algoritmalar için balonlaşan kübit gereksinimlerinden kaçınmaya yardımcı olabilir.
Ancak Gottesman'ın çalışması oldukça idealize edilmişti ve esasen sonsuz kübit sürüsü olarak kabul ediliyordu. Pratikteki zorluk, araştırmacıların LDPC kodlarını gerçek kuantum cihazlarında çalışacak şekilde küçültüp, çekiciliklerini koruyup kullanamayacaklarını görmekti.
Sanal Korumayı Gösterme
Son iki yılda Breuckmann ve diğer araştırmacılar giderek daha küçük sistemlerde çalışabilen LDPC kodlarının performansını incelemeye başladık. Umut, bazılarının belki de 100 ham kübit sağlayabilen günümüzün cihazlarına sığabilmesiydi.
Geçen haftaIBM'de Bravyi liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, şimdiye kadarki en küçük ve en somut LDPC planının simülasyonunu, bir LDPC kodunu temel alarak açıkladı. az bilinen kağıt 2012'de yayınlandı. Yüzey kodunun dört komşu kübiti kontrol etmesiyle başladı ve dikkatlice seçilmiş iki "yerel olmayan" kübit eklendi.
Ortaya çıkabilecek çeşitli hataları simüle ettiler Kod gerçek bir devre üzerinde çalıştırılsaydı, dijital bir savaş uçağını dijital rüzgar tüneline yapıştırıp nasıl uçtuğunu görmeye benzer bir süreç. Ve kendi kodlarının güvenilir kübitlerini yüzey kodundan çok daha etkili bir şekilde koruyabildiğini buldular. Bir test çalışmasında kod, %288 oranında başarısız olan 0.1 ham kübiti aldı ve bunları, başarısızlık oranı 12 kat daha düşük olan 10,000 korumalı kübit oluşturmak için kullandı. Ekip, aynı görev için yüzey kodunun 4,000'den fazla giriş kübiti gerektireceğini tahmin etti.
IBM ekibinden araştırmacı Andrew Cross, "Buna çok şaşırdık" dedi.
Simülasyon, yarının hata düzeltmesini bugünden alma olasılığını ortaya koyuyor; çünkü 4,000 kübite kimsenin erişimi olmasa da, yüzlerce kübite sahip cihazlar çok yakında.
Gottesman, "Bugün sahip olduğumuz çok sayıda kübite sahip cihazlarda oldukça önemli miktarda hata toleransı görebilirsiniz" dedi.
IBM'in ön baskısının ortaya çıkmasından bir gün sonra, IBM'in başkanlığında araştırmacılardan oluşan çok kurumlu bir işbirliği gerçekleşti. Mikhail lukin Harvard Üniversitesi ve Liang Jiang Chicago Üniversitesi'nden benzer sonuçlar yayınladı. (Araştırmacılar, hakemli bir dergiye gönderilen çalışmalarını tartışmayı reddettiler.) Diğer iki kişinin tozunu almışlardı. LDPC kodları, bunları simülasyon için değiştirdiler ve yüzey koduyla karşılaştırıldığında onların da düzinelerce ila yüzlerce iyi kübit oluşturmak için giriş kübitlerinin yaklaşık onda biri kadarına ihtiyaç duyduklarını buldular.
Ancak bir F-35 oluşturmak, F-35'i simüle etmekten daha zordur ve LDPC koduna hazır bir cihaz oluşturmak da son derece zor olacaktır. Gottesman, "İki ana şey bu şeylerin kontrolü ele geçirmesini engelleyebilir" dedi.
Birincisi, kübitler arasında yerel olmayan bağlantılar oluşturmak, özellikle IBM gibi hareketsiz süper iletken devrelerden kübitler üreten şirketler için zordur. Bu devreleri komşularına bağlamak doğaldır ancak uzak kübitler arasında bağlantı oluşturmak doğal değildir.
Giriş
İkincisi, LDPC kodları, IBM simülasyonunda olduğu gibi, korunan kübitleri bellek için kullanıldığında mükemmelleşir. Ancak iş bu belirsiz, örtüşen kübitleri hesaplamalar için kullanmaya gelince, karmaşık, yerel olmayan kod yapısı, istenen kübitlerin seçilmesini ve yönlendirilmesini çok daha zorlaştırıyor.
2013'teki çalışmasında bunun için bir plan çizen Gottesman, "Prensipte bu hesaplamaları yapmanın mümkün olduğunu biliyoruz" dedi. "Fakat bunu gerçekten pratik bir şekilde yapmanın mümkün olup olmadığını bilmiyoruz."
Lukin ve meslektaşları bu temel zayıflıkları gidermeye yönelik mütevazı adımlar attılar. Öncelikle ekip, LDPC korumalı kuantum belleği yüzey kodu korumalı kuantum işlemciyle birleştirerek uçtan uca hesaplamayı simüle etti. Bu şemada, kübit tasarrufları büyük ölçüde hesaplama yükünü atlattı, ancak hesaplamanın daha uzun sürmesi pahasına.
Dahası, Lukin'in ekibi simülasyonlarını bir tür serbest dolaşan kübitler Bu, uzun menzilli bağlantıları düzenlemek için doğal bir uyumdur. Sabit süper iletken devrelerden farklı olarak kübitleri, lazer ışınları tarafından tutulan atomlardır. Lazerleri hareket ettirerek uzaktaki kübitleri temasa geçirebilirler. Breuckmann, "Bu, LDPC kodları için harika bir şey" dedi.
LDPC kodlarının ne zaman, hatta uygulanıp uygulanmayacağı belirsizliğini koruyor. En iyimser tahminlerde bile onlarca güvenilir hafıza kübitinin gösterilmesi muhtemelen en az birkaç yıl uzakta ve hesaplamalar daha da uzakta kalıyor. Ancak son simülasyonlar, yüzey kodunun, hedeften çok, kuantum hesaplamaya giden yolda bir basamak taşı gibi görünmesini sağlıyor.
Breuckmann, "Yüzey kodunun 20 yıldır ortalıkta olmasının bir nedeni var" dedi. "Yenmek zor ama artık onu gerçekten yenebileceğimize dair kanıtımız var."
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
- Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.quantamagazine.org/new-codes-could-make-quantum-computing-10-times-more-efficient-20230825/
- :vardır
- :dır-dir
- :olumsuzluk
- :Neresi
- ][P
- 000
- 1
- 10
- 100
- 12
- %15
- 1998
- 20
- 20 yıl
- 2012
- 2013
- a
- kabiliyet
- Hakkımızda
- AC
- erişim
- gerçek
- aslında
- katma
- adresleme
- Sonra
- algoritmalar
- Türkiye
- izin
- veriyor
- boyunca
- zaten
- Ayrıca
- arasında
- miktar
- an
- ve
- Andrew
- bir şey
- çıktı
- iştah
- ARE
- etrafında
- varış
- AS
- At
- önlemek
- uzakta
- GRUP
- merkezli
- BE
- oldu
- Çünkü
- müşterimiz
- olmuştur
- başladı
- arasında
- büyük
- Engellemek
- Blokları
- yazı tahtası
- pim
- getirmek
- Bristol
- bina
- yük
- fakat
- by
- hesaplamalar
- Kaliforniya
- denilen
- CAN
- yetenekli
- dikkatlice
- belli
- meydan okuma
- zor
- karakterler
- Kontrol
- denetleme
- Çekler
- Chicago
- yonga
- seçilmiş
- klan
- sınıf
- kod
- kodları
- işbirliği
- arkadaşları
- geliyor
- gelecek
- Şirketler
- karşılaştırıldığında
- hesaplama
- hesaplamalar
- bilgisayarlar
- bilgisayar
- bağlı
- bağlantı
- Bağlantılar
- bağlanır
- kabul
- UAF ile
- Köşe
- Ücret
- olabilir
- yaratmak
- Oluşturma
- Çapraz
- akım
- gün
- gösterdi
- bağlı
- Dizayn
- belirlenen
- İstediğiniz
- hedef
- cihaz
- Cihaz
- DID
- dijital
- tartışmak
- do
- yapıyor
- Dont
- aşağı
- olumsuz
- onlarca
- her
- kolay
- verimli
- verimli biçimde
- son uca
- hata
- Hatalar
- özellikle
- esasen
- tahmini
- Hatta
- kanıt
- kesinlikle
- Excel
- çalıştırır
- Egzotik
- deneysel
- keşfetmek
- ekstra
- son derece
- başarısız
- Başarısızlık
- uzak
- Featuring
- az
- daha az
- uygun
- sabit
- düz
- İçin
- tahminleri
- bulundu
- dört
- itibaren
- meyve verme
- tamamen
- daha fazla
- gelecek
- oyun
- alma
- Altın
- Gold Standard
- Tercih Etmenizin
- çok
- Grid
- grup
- Grubun
- vardı
- Zor
- Daha güçlü
- donanım
- Harvard
- Harvard Üniversitesi
- Var
- başlı
- Held
- yardım et
- okuyun
- Gizli
- gizlemek
- büyük ölçüde
- onun
- umut
- Ne kadar
- HTTPS
- Yüzlerce
- IBM
- if
- uygulanan
- iyileştirmek
- in
- Dahil olmak üzere
- giderek
- Sonsuz
- etkilenmiş
- bilgi
- giriş
- Enstitü
- içine
- tanıttı
- ilgili
- IT
- ONUN
- dergi
- sadece
- tutmak
- King
- Bilmek
- bilinen
- çok
- büyük
- lazer
- lazerler
- Soyad
- sıçramalar
- en az
- Led
- az
- sevmek
- Muhtemelen
- LINK
- bağlantılar
- Uzun
- uzun
- GÖRÜNÜYOR
- kaybetmek
- alt
- yapılmış
- dergi
- Ana
- yapmak
- YAPAR
- manipüle
- çok
- Haritalar
- Maryland
- me
- Üyeler
- Bellek
- mesaj
- olabilir
- Tekleme
- hataları
- mütevazi
- değiştirilmiş
- Daha
- daha verimli
- çoğu
- hareketli
- çok
- çoklu
- Doğal (Madenden)
- gerek
- gerekli
- komşular
- ne
- Hollanda
- yeni
- yok hayır
- şimdi
- numara
- nesneler
- of
- kapalı
- sık sık
- on
- ONE
- bir tek
- Operasyon
- or
- sipariş
- davranışlarıyla
- Diğer
- bizim
- dışarı
- tekrar
- parite
- yol
- -akran gözden
- Yapmak
- performans
- gerçekleştirir
- belki
- Fizik
- plan
- Platon
- Plato Veri Zekası
- PlatoVeri
- olasılık
- mümkün
- potansiyel
- güç kelimesini seçerim
- Pratik
- uygulama
- korunması
- birincil
- prensip
- süreç
- İşlemci
- işlemciler
- korumak
- korumalı
- koruyucu
- yayınlanan
- Quanta dergisi
- Kuantum
- kuantum algoritmaları
- kuantum bilgisayarlar
- kuantum hesaplama
- kuantum hata düzeltmesi
- kuantum bilgisi
- qubit
- qubits
- nadiren
- oran
- daha doğrusu
- Çiğ
- gerçek
- Gerçekten mi
- neden
- son
- ifade eder
- güvenilir
- kalmak
- kalıntılar
- Bildirilen
- gereklidir
- Yer Alan Kurallar
- araştırma
- araştırmacı
- Araştırmacılar
- sonuç
- İade
- krallar gibi yaşamaya
- yükselen
- yol
- kabaca
- koşmak
- koşu
- Rusya
- güvenli
- Adı geçen
- aynı
- Tasarruf
- testere
- ölçek
- plan
- görmek
- görme
- görünmek
- gösterdi
- benzer
- simülasyon
- tek
- daha küçük
- düzgünce
- Hafiye
- So
- biraz
- bir şey
- konuşma
- harcanmış
- ruh
- Yayma
- kare
- standart
- başladı
- Eyalet
- Basamaklar
- yapışkan
- dur
- şiddetle
- yapı
- çalışmalar
- gönderilen
- önemli
- böyle
- önermek
- süper iletken
- yüzey
- şaşırmış
- atlattı
- Sistemler
- ısmarlama
- alma
- Görev
- takım
- teknik olarak
- Teknoloji
- onlarca
- dönem
- test
- göre
- o
- The
- Bilgi
- Hollanda
- Dünya
- ve bazı Asya
- Onları
- sonra
- teorik
- Orada.
- Bunlar
- onlar
- şey
- işler
- düşünmek
- Re-Tweet
- Bu
- boyunca
- zaman
- zamanlar
- için
- bugün
- bugünkü
- birlikte
- hata payı
- çok
- aldı
- sert
- karşı
- dönüşüm
- tünel
- Dönük
- Iki kere
- iki
- tip
- Belirsiz
- üniversite
- Chicago Üniversitesi
- aksine
- açıkladı
- kullanım
- Kullanılmış
- kullanma
- çeşitli
- çok
- Sanal
- oldu
- Yol..
- we
- webp
- hafta
- İYİ
- vardı
- Ne
- ne zaman
- olup olmadığını
- hangi
- süre
- DSÖ
- irade
- rüzgar
- ile
- Word
- İş
- Dünya
- olur
- yıl
- henüz
- Sen
- zefirnet