Исследователи нашли способ приблизить отрасль к квантовым компьютерам, которые более надежны, мощнее и менее подвержены ошибкам и неточностям.
Изображение: Квант
Совершив прорыв в области будущих квантовых вычислений, исследователи впервые реализовали базовые арифметические операции отказоустойчивым образом на реальном квантовом процессоре. Другими словами, они нашли способ приблизить нас к квантовым компьютерам, которые более надежны, мощнее и менее подвержены ошибкам и неточностям.
Квантовые компьютеры используют экзотические свойства квантовой физики для быстрого решения проблем, которые классические компьютеры считали невозможными. Кодируя информацию в квантовые биты или «кубиты», они могут выполнять вычисления параллельно, а не последовательно, как обычные биты.
Однако кубиты чрезвычайно хрупкие и подвержены ошибкам. Это препятствует развитию практических квантовых компьютеров. Отказоустойчивость — это Святой Грааль для реализации всего потенциала квантовых компьютеров. Это позволяет квантовым компьютерам надежно работать, обнаруживая и исправляя ошибки, даже если на кубиты влияют различные факторы, называемые «шумом».
Поведение частиц в квантовой сфере отличается от того, что мы наблюдаем в макроскопическом классическом мире. В квантовой сфере мы не можем точно предсказать положение субатомных частиц. Вместо этого мы определяем вероятность их местонахождения, и даже наблюдение за простым поведением этих частиц может изменить их состояние. Эта присущая ему неопределенность и чувствительность к наблюдениям делают шум серьезной проблемой в квантовых вычислениях.
Теперь ученые из Quantinuum, QuTech Institute и Штутгартского университета достигли важной вехи на пути к отказоустойчивым квантовым вычислениям. Они внедрили квантовую коррекцию ошибок, используя квантовый процессор Quantinuum H1 для выполнения отказоустойчивого сложения одного бита — базовой арифметической операции.
Исследователи использовали технологию ионной ловушки Quantinuum, чтобы левитировать кубиты в электромагнитных полях, делая их стабильными и долговечными. Как поясняется в исследовательской работе проекта, они использовали квантовый код исправления ошибок, называемый цветовым кодом [[8,3,2]], для кодирования одного логического кубита в 8 физических кубитов. Это обеспечивает избыточность для обнаружения и исправления ошибок.
Подумайте об этом, как если бы восемь рабочих попросили выполнить одно и то же задание: если некоторые из них допустят ошибку, общий результат все равно будет правильным, поскольку другие все сделали правильно. Если задание выполняет только один работник и допустил ошибку, вам не повезло.
Стоит отметить, что коэффициент ошибок отказоустойчивой схемы составляет всего 0,11%, что примерно в 9 раз ниже, чем коэффициент ошибок 0,95% незащищенной схемы. Впервые отказоустойчивая квантовая логическая операция достигла такого низкого уровня ошибок.
Влияние этих достижений имеет далеко идущие последствия. Отказоустойчивые методы квантовых вычислений могут проложить путь к практическим решениям в таких областях, как молекулярное моделирование, искусственный интеллект, оптимизация и кибербезопасность.
Кроме того, открытие необычного сверхпроводящего состояния в дителлуриде урана (UTe2) показывает потенциал сделать квантовые компьютеры более мощными. По сообщениям СМИ, этот материал может позволить кубитам сохранять свое состояние в течение неопределенного времени во время вычислений, что предвещает появление более стабильных и практичных квантовых компьютеров.
Квантовый компьютер Quantinuum H1 уже коммерчески доступен для клиентов и имеет потенциальное применение в специализированных областях исследований, таких как биологические исследования, искусственный интеллект, моделирование и кибербезопасность.
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
Квантовый скачок: исследователи достигли важной вехи на пути к надежному квантовому компьютеру
Исследователи нашли способ приблизить отрасль к квантовым компьютерам, которые более надежны, мощнее и менее подвержены ошибкам и неточностям.
Изображение: Квант
Совершив прорыв в области будущих квантовых вычислений, исследователи впервые реализовали базовые арифметические операции отказоустойчивым образом на реальном квантовом процессоре. Другими словами, они нашли способ приблизить нас к квантовым компьютерам, которые более надежны, мощнее и менее подвержены ошибкам и неточностям.
Квантовые компьютеры используют экзотические свойства квантовой физики для быстрого решения проблем, которые классические компьютеры считали невозможными. Кодируя информацию в квантовые биты или «кубиты», они могут выполнять вычисления параллельно, а не последовательно, как обычные биты.
Однако кубиты чрезвычайно хрупкие и подвержены ошибкам. Это препятствует развитию практических квантовых компьютеров. Отказоустойчивость — это Святой Грааль для реализации всего потенциала квантовых компьютеров. Это позволяет квантовым компьютерам надежно работать, обнаруживая и исправляя ошибки, даже если на кубиты влияют различные факторы, называемые «шумом».
Поведение частиц в квантовой сфере отличается от того, что мы наблюдаем в макроскопическом классическом мире. В квантовой сфере мы не можем точно предсказать положение субатомных частиц. Вместо этого мы определяем вероятность их местонахождения, и даже наблюдение за простым поведением этих частиц может изменить их состояние. Эта присущая ему неопределенность и чувствительность к наблюдениям делают шум серьезной проблемой в квантовых вычислениях.
Теперь ученые из Quantinuum, QuTech Institute и Штутгартского университета достигли важной вехи на пути к отказоустойчивым квантовым вычислениям. Они внедрили квантовую коррекцию ошибок, используя квантовый процессор Quantinuum H1 для выполнения отказоустойчивого сложения одного бита — базовой арифметической операции.
Исследователи использовали технологию ионной ловушки Quantinuum, чтобы левитировать кубиты в электромагнитных полях, делая их стабильными и долговечными. Как поясняется в исследовательской работе проекта, они использовали квантовый код исправления ошибок, называемый цветовым кодом [[8,3,2]], для кодирования одного логического кубита в 8 физических кубитов. Это обеспечивает избыточность для обнаружения и исправления ошибок.
Подумайте об этом, как если бы восемь рабочих попросили выполнить одно и то же задание: если некоторые из них допустят ошибку, общий результат все равно будет правильным, поскольку другие все сделали правильно. Если задание выполняет только один работник и допустил ошибку, вам не повезло.
Стоит отметить, что коэффициент ошибок отказоустойчивой схемы составляет всего 0,11%, что примерно в 9 раз ниже, чем коэффициент ошибок 0,95% незащищенной схемы. Впервые отказоустойчивая квантовая логическая операция достигла такого низкого уровня ошибок.
Влияние этих достижений имеет далеко идущие последствия. Отказоустойчивые методы квантовых вычислений могут проложить путь к практическим решениям в таких областях, как молекулярное моделирование, искусственный интеллект, оптимизация и кибербезопасность.
Кроме того, открытие необычного сверхпроводящего состояния в дителлуриде урана (UTe2) показывает потенциал сделать квантовые компьютеры более мощными. По сообщениям СМИ, этот материал может позволить кубитам сохранять свое состояние в течение неопределенного времени во время вычислений, что предвещает появление более стабильных и практичных квантовых компьютеров.
Квантовый компьютер Quantinuum H1 уже коммерчески доступен для клиентов и имеет потенциальное применение в специализированных областях исследований, таких как биологические исследования, искусственный интеллект, моделирование и кибербезопасность.