Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách đưa ngành công nghiệp này đến gần hơn với máy tính lượng tử đáng tin cậy hơn, mạnh hơn và ít xảy ra lỗi hoặc thiếu chính xác hơn.
Hình ảnh: Lượng tử
Trong một bước đột phá cho điện toán lượng tử trong tương lai, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã triển khai các phép tính số học cơ bản theo cách có khả năng chịu lỗi trên bộ xử lý lượng tử thực tế. Nói cách khác, họ đã tìm ra cách đưa chúng ta đến gần hơn với máy tính lượng tử đáng tin cậy hơn, mạnh hơn và ít xảy ra lỗi hoặc thiếu chính xác hơn.
Máy tính lượng tử khai thác các tính chất kỳ lạ của vật lý lượng tử để giải quyết nhanh chóng các vấn đề mà máy tính cổ điển cho là không thể. Bằng cách mã hóa thông tin thành các bit lượng tử hoặc “qubit”, chúng có thể thực hiện các phép tính song song thay vì tuần tự như các bit thông thường.
Tuy nhiên, qubit cực kỳ dễ vỡ và dễ bị lỗi. Điều này cản trở sự phát triển của máy tính lượng tử thực tế. Khả năng chịu lỗi là Chén Thánh để phát huy hết tiềm năng của máy tính lượng tử. Nó cho phép máy tính lượng tử hoạt động đáng tin cậy bằng cách phát hiện và sửa lỗi, ngay cả khi các qubit bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, được gọi là "nhiễu".
Hành vi của các hạt trong cõi lượng tử khác với những gì chúng ta quan sát được trong thế giới cổ điển vĩ mô. Trong lĩnh vực lượng tử, chúng ta không thể dự đoán chính xác vị trí của các hạt hạ nguyên tử. Thay vào đó, chúng ta xác định xác suất vị trí của chúng và thậm chí việc quan sát hành vi đơn giản của những hạt này cũng có thể thay đổi trạng thái của chúng. Sự không chắc chắn và độ nhạy vốn có này đối với việc quan sát khiến tiếng ồn trở thành một thách thức đáng kể trong điện toán lượng tử.
Giờ đây, các nhà khoa học từ Quantinuum, Viện QuTech và Đại học Stuttgart đã đạt được một cột mốc quan trọng trên con đường hướng tới điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi. Họ đã triển khai tính năng sửa lỗi lượng tử bằng bộ xử lý lượng tử H1 của Quantinuum để thực hiện phép cộng một bit có khả năng chịu lỗi, một phép toán số học cơ bản.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ bẫy ion của Quantinuum để nâng các qubit trong trường điện từ, khiến chúng ổn định và tồn tại lâu dài. Như đã giải thích trong tài liệu nghiên cứu của dự án, họ đã sử dụng mã sửa lỗi lượng tử gọi là mã màu [[8,3,2]] để mã hóa một qubit logic duy nhất thành 8 qubit vật lý. Điều này cung cấp sự dư thừa để phát hiện và sửa lỗi.
Hãy nghĩ về việc này giống như yêu cầu tám công nhân làm cùng một nhiệm vụ: nếu một số người trong số họ mắc lỗi thì kết quả chung vẫn đúng vì những người khác đã làm đúng. Nếu chỉ có một công nhân đang thực hiện nhiệm vụ và mắc lỗi thì bạn sẽ không gặp may.
Điều đáng chú ý là tỷ lệ lỗi của mạch có khả năng chịu lỗi chỉ là 0,11%, thấp hơn khoảng 9 lần so với tỷ lệ lỗi 0,95% của mạch không được bảo vệ. Đây là lần đầu tiên hoạt động logic lượng tử có khả năng chịu lỗi đạt được tỷ lệ lỗi thấp như vậy.
Tác động của những tiến bộ này là sâu rộng. Các phương pháp điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi có thể mở đường cho các giải pháp thực tế trong các lĩnh vực như mô phỏng phân tử, trí tuệ nhân tạo, tối ưu hóa và an ninh mạng.
Ngoài ra, việc phát hiện trạng thái siêu dẫn bất thường trong uranium ditelluride (UTe2) cho thấy tiềm năng làm cho máy tính lượng tử mạnh hơn. Theo báo cáo phương tiện truyền thông, vật liệu này có thể cho phép các qubit duy trì trạng thái của chúng vô thời hạn trong quá trình tính toán, báo trước sự xuất hiện của máy tính lượng tử ổn định và thực tế hơn.
Máy tính lượng tử H1 của Quantinuum đã có sẵn trên thị trường cho khách hàng và có những ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực nghiên cứu chuyên ngành như nghiên cứu sinh học, trí tuệ nhân tạo, mô phỏng và an ninh mạng.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Bước nhảy vọt lượng tử: Các nhà nghiên cứu đạt được cột mốc quan trọng đối với máy tính lượng tử đáng tin cậy
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách đưa ngành công nghiệp này đến gần hơn với máy tính lượng tử đáng tin cậy hơn, mạnh hơn và ít xảy ra lỗi hoặc thiếu chính xác hơn.
Hình ảnh: Lượng tử
Trong một bước đột phá cho điện toán lượng tử trong tương lai, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã triển khai các phép tính số học cơ bản theo cách có khả năng chịu lỗi trên bộ xử lý lượng tử thực tế. Nói cách khác, họ đã tìm ra cách đưa chúng ta đến gần hơn với máy tính lượng tử đáng tin cậy hơn, mạnh hơn và ít xảy ra lỗi hoặc thiếu chính xác hơn.
Máy tính lượng tử khai thác các tính chất kỳ lạ của vật lý lượng tử để giải quyết nhanh chóng các vấn đề mà máy tính cổ điển cho là không thể. Bằng cách mã hóa thông tin thành các bit lượng tử hoặc “qubit”, chúng có thể thực hiện các phép tính song song thay vì tuần tự như các bit thông thường.
Tuy nhiên, qubit cực kỳ dễ vỡ và dễ bị lỗi. Điều này cản trở sự phát triển của máy tính lượng tử thực tế. Khả năng chịu lỗi là Chén Thánh để phát huy hết tiềm năng của máy tính lượng tử. Nó cho phép máy tính lượng tử hoạt động đáng tin cậy bằng cách phát hiện và sửa lỗi, ngay cả khi các qubit bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, được gọi là "nhiễu".
Hành vi của các hạt trong cõi lượng tử khác với những gì chúng ta quan sát được trong thế giới cổ điển vĩ mô. Trong lĩnh vực lượng tử, chúng ta không thể dự đoán chính xác vị trí của các hạt hạ nguyên tử. Thay vào đó, chúng ta xác định xác suất vị trí của chúng và thậm chí việc quan sát hành vi đơn giản của những hạt này cũng có thể thay đổi trạng thái của chúng. Sự không chắc chắn và độ nhạy vốn có này đối với việc quan sát khiến tiếng ồn trở thành một thách thức đáng kể trong điện toán lượng tử.
Giờ đây, các nhà khoa học từ Quantinuum, Viện QuTech và Đại học Stuttgart đã đạt được một cột mốc quan trọng trên con đường hướng tới điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi. Họ đã triển khai tính năng sửa lỗi lượng tử bằng bộ xử lý lượng tử H1 của Quantinuum để thực hiện phép cộng một bit có khả năng chịu lỗi, một phép toán số học cơ bản.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ bẫy ion của Quantinuum để nâng các qubit trong trường điện từ, khiến chúng ổn định và tồn tại lâu dài. Như đã giải thích trong tài liệu nghiên cứu của dự án, họ đã sử dụng mã sửa lỗi lượng tử gọi là mã màu [[8,3,2]] để mã hóa một qubit logic duy nhất thành 8 qubit vật lý. Điều này cung cấp sự dư thừa để phát hiện và sửa lỗi.
Hãy nghĩ về việc này giống như yêu cầu tám công nhân làm cùng một nhiệm vụ: nếu một số người trong số họ mắc lỗi thì kết quả chung vẫn đúng vì những người khác đã làm đúng. Nếu chỉ có một công nhân đang thực hiện nhiệm vụ và mắc lỗi thì bạn sẽ không gặp may.
Điều đáng chú ý là tỷ lệ lỗi của mạch có khả năng chịu lỗi chỉ là 0,11%, thấp hơn khoảng 9 lần so với tỷ lệ lỗi 0,95% của mạch không được bảo vệ. Đây là lần đầu tiên hoạt động logic lượng tử có khả năng chịu lỗi đạt được tỷ lệ lỗi thấp như vậy.
Tác động của những tiến bộ này là sâu rộng. Các phương pháp điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi có thể mở đường cho các giải pháp thực tế trong các lĩnh vực như mô phỏng phân tử, trí tuệ nhân tạo, tối ưu hóa và an ninh mạng.
Ngoài ra, việc phát hiện trạng thái siêu dẫn bất thường trong uranium ditelluride (UTe2) cho thấy tiềm năng làm cho máy tính lượng tử mạnh hơn. Theo báo cáo phương tiện truyền thông, vật liệu này có thể cho phép các qubit duy trì trạng thái của chúng vô thời hạn trong quá trình tính toán, báo trước sự xuất hiện của máy tính lượng tử ổn định và thực tế hơn.
Máy tính lượng tử H1 của Quantinuum đã có sẵn trên thị trường cho khách hàng và có những ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực nghiên cứu chuyên ngành như nghiên cứu sinh học, trí tuệ nhân tạo, mô phỏng và an ninh mạng.