Máy tính nguyên tử cho biết máy tính lượng tử mới của nó có hơn 1,000 Qubit

Máy tính nguyên tử cho biết máy tính lượng tử mới của nó có hơn 1,000 Qubit

Dấu thời gian: 25:2023 chiều ngày 3 tháng 50 năm XNUMX
Máy tính nguyên tử cho biết máy tính lượng tử mới của họ có hơn 1,000 Qubit Thông minh dữ liệu PlatoBlockchain. Tìm kiếm dọc. Ái.

Quy mô của máy tính lượng tử đang tăng lên nhanh chóng. Vào năm 2022, IBM chiếm vị trí dẫn đầu với chip Osprey 433 qubit. Hôm qua, Máy tính Atom được công bố họ đã vượt mặt IBM bằng máy tính lượng tử nguyên tử trung hòa 1,180 qubit.

Cỗ máy mới chạy trên một mạng lưới nguyên tử cực nhỏ được giữ cố định và được điều khiển bằng tia laser trong buồng chân không. Nguyên mẫu 100 qubit đầu tiên của công ty là một lưới nguyên tử strontium có kích thước 10 x 10. Hệ thống mới là một lưới 35 x 35 nguyên tử ytterbium (hiển thị ở trên). (Máy có không gian cho 1,225 nguyên tử, nhưng Atom cho đến nay đã chạy thử nghiệm với 1,180.)

Các nhà nghiên cứu điện toán lượng tử đang nghiên cứu một loạt qubit—tương đương lượng tử của các bit được biểu thị bằng bóng bán dẫn trong điện toán truyền thống—bao gồm các vòng dây siêu dẫn nhỏ (Google và IBM), các ion bị bẫy (IonQ) và photon, cùng nhiều loại khác. Nhưng Atom Computing và các công ty khác, như QuEra, tin rằng các nguyên tử trung tính – tức là các nguyên tử không có điện tích – có tiềm năng mở rộng quy mô lớn hơn.

Điều này là do các nguyên tử trung tính có thể duy trì trạng thái lượng tử của chúng lâu hơn và chúng rất phong phú và giống hệt nhau một cách tự nhiên. Qubit siêu dẫn dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn và lỗi sản xuất hơn. Các nguyên tử trung tính cũng có thể được nén chặt hơn vào cùng một không gian vì chúng không mang điện tích có thể gây nhiễu các nguyên tử lân cận và có thể được điều khiển không dây. Và các nguyên tử trung tính cho phép thiết lập nhiệt độ phòng, trái ngược với nhiệt độ gần như bằng XNUMX tuyệt đối mà các máy tính lượng tử khác yêu cầu.

Công ty có thể đang làm gì đó. Giờ đây, họ đã tăng số lượng qubit trong máy của mình lên gấp bội chỉ sau hai năm và tin rằng họ có thể tiến xa hơn nữa. Trong video giải thích công nghệ, Giám đốc điều hành Atom Rob Hays cho biết họ nhìn thấy “con đường mở rộng tới hàng triệu qubit trong vòng chưa đầy một centimet khối”.

“Chúng tôi nghĩ rằng số lượng thử thách mà chúng tôi phải đối mặt để đi từ 100 lên 1,000 có lẽ cao hơn đáng kể so với số lượng thử thách mà chúng tôi sẽ phải đối mặt khi tiến tới bất kỳ mục tiêu nào chúng tôi muốn tiếp theo—10,000, 100,000,” đồng sáng lập Atom và CTO Ben Bloom nói với Ars Technica.

Nhưng quy mô không phải là tất cả.

Máy tính lượng tử cực kỳ phức tạp. Qubit có thể bị loại khỏi trạng thái lượng tử bởi từ trường hoặc các hạt khí đi lạc. Điều này càng xảy ra nhiều thì tính toán càng kém tin cậy. Trong khi việc mở rộng quy mô đã nhận được nhiều sự chú ý cách đây vài năm, thì trọng tâm đã chuyển sang sửa lỗi để phục vụ quy mô. Quả thực, máy tính mới của Atom Computing lớn hơn nhưng không nhất thiết phải mạnh hơn. Chẳng hạn, toàn bộ thứ này chưa thể được sử dụng để chạy một phép tính đơn lẻ do sự tích lũy lỗi khi số lượng qubit tăng lên.

Tuy nhiên, gần đây đã có những chuyển động trên mặt trận này. Đầu năm nay, công ty đã trình diễn khả năng kiểm tra lỗi giữa quá trình tính toán và có khả năng sửa những lỗi đó mà không làm ảnh hưởng đến việc tính toán. Họ cũng cần giữ sai sót ở mức tối thiểu về tổng thể bằng cách tăng độ chính xác của qubit. Rgiấy tờ ecent, mỗi cho thấy sự tiến bộ đáng khích lệ in phương pháp tiếp cận ít lỗi đến điện toán lượng tử nguyên tử trung tính, mang lại sức sống mới cho nỗ lực này. Việc giảm thiểu sai sót một phần có thể là một vấn đề kỹ thuật có thể được giải quyết bằng thiết bị và thiết kế tốt hơn.

Bloom nói: “Thứ đã giữ lại các nguyên tử trung tính, cho đến khi những bài báo đó được xuất bản, chỉ là tất cả những thứ cổ điển mà chúng tôi sử dụng để kiểm soát các nguyên tử trung tính”. “Và điều đó về cơ bản đã cho thấy rằng nếu bạn có thể làm việc trên những thứ cổ điển—làm việc với các công ty kỹ thuật, làm việc với các nhà sản xuất laser (đó là điều chúng tôi đang làm)—bạn thực sự có thể giảm bớt tất cả những tiếng ồn đó. Và bây giờ đột nhiên, bạn bị bỏ lại với hệ lượng tử vô cùng tinh khiết này.”

Ngoài việc sửa lỗi trong máy tính lượng tử nguyên tử trung tính, IBM công bố năm nay họ đã phát triển mã sửa lỗi cho điện toán lượng tử điều đó có thể làm giảm số lượng qubit cần thiết xuống một mức độ lớn.

Tuy nhiên, ngay cả khi sửa lỗi, máy tính lượng tử quy mô lớn, có khả năng chịu lỗi sẽ cần hàng trăm nghìn hoặc hàng triệu qubit vật lý. Và những thách thức khác – chẳng hạn như mất bao lâu để di chuyển và làm vướng víu những số lượng nguyên tử ngày càng lớn – cũng tồn tại. Hiểu rõ hơn và nỗ lực giải quyết những thách thức này là lý do tại sao Atom Computing đang theo đuổi quy mô đồng thời với việc sửa lỗi.

Trong khi đó, chiếc máy mới có thể được sử dụng cho những vấn đề nhỏ hơn. Bloom cho biết nếu một khách hàng quan tâm đến việc chạy thuật toán 50 qubit - công ty đang hướng tới việc cung cấp máy tính cho các đối tác vào năm tới - thì họ sẽ chạy nó nhiều lần bằng toàn bộ máy tính để đi đến câu trả lời đáng tin cậy nhanh hơn.

Trong lĩnh vực của những gã khổng lồ như Google và IBM, thật ấn tượng khi một công ty khởi nghiệp đã mở rộng quy mô máy móc của họ một cách nhanh chóng như vậy. Nhưng mốc 1,000 qubit của Atom Computing có thể sẽ không tồn tại lâu. IBM là đang lên kế hoạch hoàn thiện chip Condor 1,121 qubit của mình vào cuối năm nay. Công ty cũng đang theo đuổi cách tiếp cận theo mô-đun – không khác gì các bộ xử lý nhiều chip phổ biến trong máy tính xách tay và điện thoại – nơi đạt được quy mô bằng cách liên kết nhiều chip nhỏ hơn.

Chúng tôi vẫn đang ở trong giai đoạn đầu của điện toán lượng tử. Những chiếc máy này rất hữu ích cho việc nghiên cứu và thử nghiệm nhưng không mang lại những vấn đề thực tế. Nhiều phương pháp tiếp cận đạt được tiến bộ về quy mô và sửa lỗi—hai trong số những thách thức lớn của lĩnh vực này—là điều đáng khích lệ. Nếu đà đó tiếp tục trong những năm tới, một trong những chiếc máy này cuối cùng có thể giải quyết được vấn đề hữu ích đầu tiên mà không máy tính truyền thống nào có thể làm được.

Tín dụng hình ảnh: Máy tính nguyên tử

Dấu thời gian:

Thêm từ Trung tâm cá biệt