211service.com
Google pētnieki padara kvantu skaitļošanas komponentus uzticamākus
Google un Kalifornijas Universitātes Santabarbaras pētnieki ir pierādījuši risinājumu vienai no galvenajām problēmām, kas kavē kvantu datoru attīstību. Joprojām ir jāatrisina daudzas citas problēmas, taču jomas eksperti saka, ka tas ir svarīgs solis ceļā uz pilnībā funkcionējošu kvantu datoru. Šāda iekārta varētu veikt aprēķinus, kuru veikšanai parastajam datoram būtu nepieciešami miljoniem gadu.
Pētnieki no Google un Kalifornijas universitātes Santabarbarā izmantoja šo mikroshēmu, lai demonstrētu būtisku metodi, kas nepieciešama kvantu datoru uzticamības nodrošināšanai.
Google un UCSB pētnieki parādīja, ka viņi var ieprogrammēt kubitu grupas — ierīces, kas attēlo informāciju, izmantojot trauslu kvantu fiziku —, lai atklātu noteikta veida kļūdas un novērstu to, ka šīs kļūdas sabojā aprēķinu. Jaunais sasniegums nāk no pētniekiem, kurus vada Džons Martiniss, Kalifornijas Universitātes Santabarbaras profesors, kurš pagājušajā gadā pievienojās Google, lai izveidotu kvantu skaitļošanas pētniecības laboratoriju (skatiet Google uzsāk centienus izveidot savu kvantu datoru ). Martinis tagad ieņem kopīgu amatu starp UCSB un Google, vadot darbu pie supravadošām alumīnija mikroshēmām, kas darbojas ar grāda daļu virs absolūtās nulles. Lielākā daļa darbu aiz jaunajiem rezultātiem, ziņots šodien žurnālā Daba , notika pirms Martinis pievienojās Google.
Google ir pētījis kvantu skaitļošanu kopš 2009. gada, kad tas sāka sadarboties ar D-Wave Systems, jaunuzņēmumu, kas pārdod tā dēvēto pirmo komerciālo kvantu datoru (skatiet CIP un Džefa Bezosa likmi par kvantu skaitļošanu). Microsoft ir arī apjomīga kvantu skaitļošanas pētniecības programma (skatiet Microsoft Quantum Mechanics).
Lai izveidotu kvantu datoru, ir jāsavieno daudz kubitu, lai kopā strādātu ar informāciju. Taču ierīces ir pakļautas kļūdām, jo tās attēlo datu bitus — 0 un 1 s, izmantojot smalkus kvantu mehāniskos efektus, kas ir nosakāmi tikai īpaši aukstā temperatūrā un mazos mērogos. Tas ļauj kubitiem sasniegt superpozīcijas stāvokļus, kas vienlaikus ir gan 1, gan 0, ļaujot kvantu datoriem izmantot īsceļus, veicot sarežģītus aprēķinus. Tas arī padara tos neaizsargātus pret karstumu un citiem traucējumiem, kas izkropļo vai iznīcina kvantu stāvokļus, ko izmanto informācijas kodēšanai un aprēķinu veikšanai.
Liela daļa kvantu skaitļošanas pētījumu ir vērsta uz mēģinājumu iegūt kubitu sistēmas, lai atklātu un labotu kļūdas. Mārtiņa grupa ir parādījusi daļu no vienas no daudzsološākajām shēmām, kā to izdarīt, pieeju, kas pazīstama kā virsmas kodi. Pētnieki ieprogrammēja mikroshēmu ar deviņiem kubitiem, lai viņi pārraudzītu viens otru, vai nav kļūdu, ko sauc par bitu pārslēgšanu, kur vides troksnis liek 1 pārslēgties uz 0 vai otrādi. Kubiti nevarēja izlabot bitu novirzes, taču viņi varēja rīkoties, lai nodrošinātu, ka tie nepiesārņo turpmākos darbības posmus.
Ir jāpaveic vairāk darba, lai mēs varētu teikt, ka visi elementi, kas nepieciešami defektizturīgai kvantu skaitļošanai, ir ieviesti, taču es domāju, ka šis darbs parāda, ka esam tuvu, saka Daniels Gotesmans, kurš nodarbojas ar kvantu kļūdu labošanu. Perimetra institūts Vaterlo, Ontario.
Tomēr joprojām nepieciešamie elementi nav triviāli. Mārtiņa un kolēģu veiktās bitu novirzes var novērst, izmantojot klasiskos algoritmus, kas darbojas parastā datorā. Sarežģītāka veida kļūdas, kad kubīta kvantu īpašību, kas pazīstama kā fāze, izmaina vides troksnis, var novērst, tikai izmantojot sarežģītākus algoritmus, kas izmanto kvantu efektus. Ostins Faulers, Google kvantu elektronikas inženieris, saka, ka grupa tagad strādā pie tā un pierāda kļūdu pārbaudi vairāk nekā deviņos kubitos.
Tomēr jaunākie rezultāti no Martinis un citiem Gottesman ir optimistiski, ka viss kļūdu labošanas paņēmienu komplekts ir sasniedzams. Es domāju, ka pastāv liela iespēja, ka tuvāko gadu laikā mēs redzēsim kādu, iespējams, Mārtiņa grupas demonstrāciju, viņš saka.