Гарвардський прорив у квантових обчисленнях: стрибок до виправлення помилок і зменшення шуму

Відбувся значний прогрес у квантових обчисленнях, про що повідомила група дослідників із Гарвардського університету спільно з QuEra Computing Inc., Університетом Меріленда та Массачусетським технологічним інститутом. Агентство передових оборонних дослідницьких проектів (DARPA) Сполучених Штатів Америки надало фінансування для розробки єдиного в своєму роді процесора, розробленого з наміром подолати дві найбільш серйозні проблеми в галузі: шум і помилки.

Шум, який впливає на кубіти (квантові біти) і викликає обчислювальні помилки, був значною перешкодою для квантових обчислень, які стикаються з цим трудність досить довго. У процесі вдосконалення квантових комп’ютерних технологій це виявилося значною перешкодою. З початку часів квантові комп’ютери, які містять понад тисячу кубітів, були потрібні для виконання величезної кількості виправлень помилок. Це проблема, яка завадила широкому використанню цих комп’ютерів.

У новаторському дослідженні, опублікованому в рецензованому науковому журналі Nature, команда під керівництвом Гарвардського університету розкрила свою стратегію вирішення цих проблем. Вони придумали ідею логічних кубітів, які являють собою колекції кубітів, пов’язаних між собою за допомогою квантової заплутаності для комунікаційних цілей. На відміну від традиційного методу виправлення помилок, який ґрунтується на дублікатах інформації, цей метод використовує надлишковість, яка присутня в логічних кубітах.

Для ефективного виконання великомасштабних обчислень на квантовому комп’ютері з виправленням помилок команда використовувала 48 логічних кубітів, які ніколи раніше не створювалися. Довівши кодову відстань у сім, що вказує на більшу стійкість до квантових помилок, це стало можливим шляхом побудови та об’єднання найбільших логічних кубітів, які будь-коли створювалися. Тому це стало можливим.

Щоб побудувати процесор, тисячі атомів рубідію були розділені у вакуумній камері, а потім за допомогою лазерів і магнітів їх охолодили до температури, дуже близької до абсолютного нуля. 280 з цих атомів були перетворені в кубіти і заплутані за допомогою додаткових лазерів, що призвело до створення 48 логічних кубітів. Замість того, щоб використовувати дроти, ці кубіти спілкувалися один з одним за допомогою оптичного пінцета.

У порівнянні з попередніми більшими машинами, які базуються на фізичних кубітах, цей новий квантовий комп’ютер продемонстрував набагато нижчий рівень помилок під час обчислень. Замість виправлення помилок, які виникають під час обчислень, процесор, який використовує команда з Гарварду, містить фазу виявлення помилок після обробки. Під час цієї фази виявляються та відкидаються помилкові виходи. Це пришвидшений підхід для масштабування квантових комп’ютерів за межі поточної епохи Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), яка зараз діє.

У результаті цього досягнення з’явилися нові можливості для квантових обчислень. Це досягнення є великим кроком до розробки квантових комп’ютерів, які є масштабованими, стійкими до збоїв і здатними вирішувати проблеми, які традиційно були нерозв’язними. Зокрема, дослідження підкреслює можливість для квантових комп’ютерів проводити обчислення та комбінаторику, які неможливо уявити за допомогою технології, яка зараз доступна в галузі інформатики. Це відкриває абсолютно новий шлях для розвитку квантових технологій.

Джерело зображення: Shutterstock

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction