Дослідники знайшли спосіб наблизити індустрію до квантових комп’ютерів, які є надійнішими, потужнішими та менш схильними до помилок чи неточностей.
Зображення: Quantum
Дослідники вперше реалізували базові арифметичні операції у відмовостійкий спосіб на реальному квантовому процесорі, ставши проривом у квантових обчисленнях майбутнього. Іншими словами, вони знайшли спосіб наблизити нас до квантових комп’ютерів, які є надійнішими, потужнішими та менш схильними до помилок чи неточностей.
Квантові комп’ютери використовують екзотичні властивості квантової фізики для швидкого вирішення проблем, які класичні комп’ютери вважали б неможливими. Кодуючи інформацію в квантові біти або «кубіти», вони можуть виконувати обчислення паралельно, а не послідовно, як звичайні біти.
Однак кубіти надзвичайно крихкі та схильні до помилок. Це заважає розробці практичних квантових комп’ютерів. Відмовостійкість – це Святий Грааль для реалізації повного потенціалу квантових комп’ютерів. Це дозволяє квантовим комп’ютерам надійно працювати, виявляючи та виправляючи помилки, навіть якщо на кубіти впливають різні фактори, які називаються «шумом».
Поведінка частинок у квантовому світі відрізняється від того, що ми спостерігаємо в макроскопічному класичному світі. У квантовій сфері ми не можемо точно передбачити положення субатомних частинок. Замість цього ми визначаємо ймовірність їхнього розташування, і навіть спостереження за простою поведінкою цих частинок може змінити їхній стан. Ця властива невизначеність і чутливість до спостережень робить шум серйозною проблемою в квантових обчисленнях.
Тепер вчені з Quantinuum, QuTech Institute та Штутгартського університету досягли важливої віхи на шляху до відмовостійких квантових обчислень. Вони реалізували квантову корекцію помилок за допомогою квантового процесора Quantinuum H1 для виконання відмовостійкого однобітного додавання, базової арифметичної операції.
Дослідники використовували технологію іонної пастки Quantinuum для левітації кубітів в електромагнітних полях, роблячи їх стабільними та довговічними. Як пояснюється в дослідницькій статті проекту, вони використовували квантовий код виправлення помилок під назвою [[8,3,2]] колірний код для кодування одного логічного кубіта у 8 фізичних кубітів. Це забезпечує резервування для виявлення та виправлення помилок.
Подумайте про це як про те, щоб попросити вісьмох працівників виконати одне й те саме завдання: якщо деякі з них помиляються, загальний результат все одно правильний, оскільки інші виконали це правильно. Якщо тільки один працівник виконує завдання і робить помилку, вам не пощастило.
Варто зазначити, що частота помилок відмовостійкої схеми становить лише 0,11%, що приблизно в 9 разів нижче, ніж частота помилок 0,95% незахищеної схеми. Це перший випадок, коли відмовостійка квантова логіка досягла такого низького рівня помилок.
Вплив цих досягнень є далекосяжним. Відмовостійкі методи квантового обчислення можуть прокласти шлях до практичних рішень у таких сферах, як молекулярне моделювання, штучний інтелект, оптимізація та кібербезпека.
Крім того, відкриття незвичайного надпровідного стану в дітелуриді урану (UTe2) демонструє потенціал для підвищення потужності квантових комп’ютерів. Згідно з повідомленнями ЗМІ, цей матеріал може дозволити кубітам підтримувати свій стан необмежений час під час обчислень, провіщаючи появу більш стабільних і практичних квантових комп’ютерів.
Квантовий комп’ютер H1 від Quantinuum вже комерційно доступний для клієнтів і має потенційні застосування в спеціалізованих областях досліджень, таких як біологічні дослідження, штучний інтелект, моделювання та кібербезпека.
Переглянути оригінал
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Квантовий стрибок: дослідники досягли важливої віхи на шляху до надійного квантового комп’ютера
Дослідники знайшли спосіб наблизити індустрію до квантових комп’ютерів, які є надійнішими, потужнішими та менш схильними до помилок чи неточностей.
Зображення: Quantum
Дослідники вперше реалізували базові арифметичні операції у відмовостійкий спосіб на реальному квантовому процесорі, ставши проривом у квантових обчисленнях майбутнього. Іншими словами, вони знайшли спосіб наблизити нас до квантових комп’ютерів, які є надійнішими, потужнішими та менш схильними до помилок чи неточностей.
Квантові комп’ютери використовують екзотичні властивості квантової фізики для швидкого вирішення проблем, які класичні комп’ютери вважали б неможливими. Кодуючи інформацію в квантові біти або «кубіти», вони можуть виконувати обчислення паралельно, а не послідовно, як звичайні біти.
Однак кубіти надзвичайно крихкі та схильні до помилок. Це заважає розробці практичних квантових комп’ютерів. Відмовостійкість – це Святий Грааль для реалізації повного потенціалу квантових комп’ютерів. Це дозволяє квантовим комп’ютерам надійно працювати, виявляючи та виправляючи помилки, навіть якщо на кубіти впливають різні фактори, які називаються «шумом».
Поведінка частинок у квантовому світі відрізняється від того, що ми спостерігаємо в макроскопічному класичному світі. У квантовій сфері ми не можемо точно передбачити положення субатомних частинок. Замість цього ми визначаємо ймовірність їхнього розташування, і навіть спостереження за простою поведінкою цих частинок може змінити їхній стан. Ця властива невизначеність і чутливість до спостережень робить шум серйозною проблемою в квантових обчисленнях.
Тепер вчені з Quantinuum, QuTech Institute та Штутгартського університету досягли важливої віхи на шляху до відмовостійких квантових обчислень. Вони реалізували квантову корекцію помилок за допомогою квантового процесора Quantinuum H1 для виконання відмовостійкого однобітного додавання, базової арифметичної операції.
Дослідники використовували технологію іонної пастки Quantinuum для левітації кубітів в електромагнітних полях, роблячи їх стабільними та довговічними. Як пояснюється в дослідницькій статті проекту, вони використовували квантовий код виправлення помилок під назвою [[8,3,2]] колірний код для кодування одного логічного кубіта у 8 фізичних кубітів. Це забезпечує резервування для виявлення та виправлення помилок.
Подумайте про це як про те, щоб попросити вісьмох працівників виконати одне й те саме завдання: якщо деякі з них помиляються, загальний результат все одно правильний, оскільки інші виконали це правильно. Якщо тільки один працівник виконує завдання і робить помилку, вам не пощастило.
Варто зазначити, що частота помилок відмовостійкої схеми становить лише 0,11%, що приблизно в 9 разів нижче, ніж частота помилок 0,95% незахищеної схеми. Це перший випадок, коли відмовостійка квантова логіка досягла такого низького рівня помилок.
Вплив цих досягнень є далекосяжним. Відмовостійкі методи квантового обчислення можуть прокласти шлях до практичних рішень у таких сферах, як молекулярне моделювання, штучний інтелект, оптимізація та кібербезпека.
Крім того, відкриття незвичайного надпровідного стану в дітелуриді урану (UTe2) демонструє потенціал для підвищення потужності квантових комп’ютерів. Згідно з повідомленнями ЗМІ, цей матеріал може дозволити кубітам підтримувати свій стан необмежений час під час обчислень, провіщаючи появу більш стабільних і практичних квантових комп’ютерів.
Квантовий комп’ютер H1 від Quantinuum вже комерційно доступний для клієнтів і має потенційні застосування в спеціалізованих областях досліджень, таких як біологічні дослідження, штучний інтелект, моделювання та кібербезпека.