Fyzici našli způsob, jak opravit autonomní kvantové chyby

Kvantové výpočty – cesta k novým výpočetním schopnostem Může taképřispět

objevování materiálů, umělá inteligence, biochemické inženýrství a mnoho dalších oborů potřebných pro budoucí armády; Protože jsou však qubity, základní stavební kameny kvantových počítačů, ze své podstaty křehké, je dlouhodobou překážkou kvantových výpočtů efektivní implementace kvantové korekce chyb.Kromě toho armáda plánuje "bojovat a zvítězit" v takzvaných multidoménových operacích využívajících kvantové počítače, podle U.S. Army Research Laboratory.

Výzkumníci z University of Massachusetts v Amherstu identifikovali způsob, jak ochránit kvantové informace předČastý zdroj chyb v supravodivých systémech, jedna z předních platforem pro implementaci rozsáhlých kvantových počítačů.Ve studii publikované v časopiseČasopis Nature, vědci implementovali nový způsob spontánní opravy kvantových chyb.

Uznání: Army Research Laboratory.

Dnešní počítače jsou postaveny na tranzistorech,představující klasické bity, buď 1 nebo 0. Na druhé straně je kvantové výpočty novým paradigmatem pro výpočet pomocí kvantových bitů nebo qubitů, kde lze kvantovou superpozici a zapletení použít k exponenciálnímu zvýšení výpočetního výkonu.

Существующие демонстрации квантовой коррекции chyby jsou aktivní. To znamená, že je třeba je pravidelně kontrolovat, zda neobsahují chyby, a okamžitě je opravit. To zase vyžaduje hardwarové prostředky, a tím brání škálování kvantových počítačů.

Naopak, v experimentu vědcůpasivní korekce kvantové chyby je dosaženo korekcí tření nebo rozptylu, které zažívá qubit. Protože tření je obecně považováno za důležitou překážku kvantové koherence, může se tento výsledek zdát překvapivý. Trik spočívá v tom, že rozptyl musí být speciálně navržen kvantovým způsobem.

Tato obecná strategie je v teorii známá asi dvě desetiletí, ale praktický způsob, jak dosáhnout takového rozptylu a použít jej pro kvantovou korekci chyb, byl náročný.

"Doufejme, že demonstrace takových nekonvenčních přístupů  podnítí chytřejší nápady k překonání některých z nejobtížnějších problémů kvantové vědy," vysvětlujeGrace Metcalfe, programová manažerka oddělení kvantové informační vědy v AFOSR.

Vědci uvedli, že je naznačeno, že může existovat více způsobů, jak chránit qubits před chybami, a to za nižší cenu.

"I když je náš experiment stále ještě velmi primitivní demonstrací, konečně jsme si uvědomili tuto kontroverzní teoretickou možnost disipativních QEC," řeklChen Wang, fyzik z University of Massachusetts v Amherstu.zvyšuje vyhlídky na vytvoření užitečného kvantového počítače odolného proti chybám ve střednědobém a dlouhodobém horizontu."

Přečtěte si více

Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?

Uran získal status nejpodivnější planety ve sluneční soustavě. Proč?

Vědecký přístroj SuperCam od vozítka Perseverance odesílá první výsledky na Zemi

Kvantová superpozice je superpozice stavů,které nelze realizovat současně z klasického hlediska; je to superpozice alternativních stavů. Princip existence superpozic stavů se v kontextu kvantové mechaniky obvykle nazývá jednoduše princip superpozice.

Kvantová disipace studuje kvantové analogie procesu nevratné ztráty energie pozorované na klasické úrovni.Hlavním úkolem této sekce je odvodit klasické zákony disipace pomocí kvantové mechaniky.

QEC (Kvantová chybová korekce) Kvantová chybová korekce - používá se při kvantovém výpočtu k ochraně kvantové informace před chybami způsobenými dekoherencí a jiným kvantovým šumem.

Multi-Domain Operations (MDO) popisuje, jak armádaSpojené státy mohou v kombinovaných silách [armáda, námořnictvo, letectvo a námořní pěchota] čelit a porazit téměř stejného protivníka ve všech oblastech [vzduch, země, moře, vesmír a kyberprostor] v technologické soutěži i ozbrojeném konfliktu.