Quantencomputing – Der Weg zu neuen Rechenmöglichkeiten Er kann auchbeitragen
Forscher der University of Massachusetts in Amherst haben einen Weg gefunden, Quanteninformation vorEine häufige Fehlerquelle in supraleitenden Systemen, eine der führenden Plattformen für die Implementierung großer Quantencomputer.In einer Studie, die in der FachzeitschriftNaturmagazinWissenschaftler haben einen neuen Weg implementiert, um Quantenfehler spontan zu korrigieren.
Bildnachweis: Army Research Laboratory.
Die heutigen Computer sind mit Transistoren ausgestattet.Die Quantenberechnung ist wiederum ein neues Paradigma für die Berechnung mit Quantenbits oder Qubits, bei dem Quantenüberlagerung und -verschränkung verwendet werden können, um die Rechenleistung exponentiell zu erhöhen.
Bestehende Demonstrationen der QuantenkorrekturFehler sind aktiv. Dies bedeutet, dass sie regelmäßig auf Fehler überprüft und sofort korrigiert werden müssen. Dies erfordert wiederum Hardwareressourcen und verhindert somit die Skalierung von Quantencomputern.
Im Gegenteil, im Experiment der ForscherDie passive Quantenfehlerkorrektur wird durch Korrektur der Reibung oder Dissipation erreicht, die das Qubit erfährt. Da Reibung im Allgemeinen als wichtiges Hindernis für die Quantenkohärenz angesehen wird, mag dieses Ergebnis überraschend erscheinen. Der Trick ist, dass die Dissipation speziell quantenweise ausgelegt werden muss.
Diese allgemeine Strategie ist theoretisch seit ungefähr zwei Jahrzehnten bekannt, aber ein praktischer Weg, um eine solche Dissipation zu erhalten und sie für die Quantenfehlerkorrektur zu verwenden, war eine Herausforderung.
"Die Demonstration solch unkonventioneller Ansätze wird hoffentlich zu intelligenteren Ideen führen, um einige der schwierigsten Probleme in der Quantenwissenschaft zu überwinden", erklärt erGrace Metcalfe, weibliche Programmmanagerin der Abteilung für Quanteninformationswissenschaft bei AFOSR.
Die Forscher sagten, es sei impliziert, dass es mehr Möglichkeiten geben könnte, Qubits vor Fehlern zu schützen und dies zu geringeren Kosten.
"Obwohl unser Experiment noch eine ziemlich rudimentäre Demonstration ist, haben wir endlich diese umstrittene theoretische Möglichkeit dissipativer QECs erkannt", sagte erChen Wang, Physiker an der University of Massachusetts in Amherst.stellt mittel- und langfristig einen brauchbaren fehlertoleranten Quantencomputer in Aussicht."
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Quantenüberlagerung ist eine Überlagerung von Zuständen,was aus klassischer Sicht nicht gleichzeitig realisiert werden kann; es ist eine Überlagerung alternativer Zustände. Das Prinzip der Existenz von Überlagerungen von Zuständen wird im Kontext der Quantenmechanik gewöhnlich einfach das Prinzip der Überlagerung genannt.
Die Quantendissipation untersucht die Quantenanaloga des Prozesses des irreversiblen Energieverlusts, der auf klassischer Ebene beobachtet wird.Die Hauptaufgabe dieses Abschnitts besteht darin, die klassischen Dissipationsgesetze mit Hilfe der Quantenmechanik herzuleiten.
QEC (Quantenfehlerkorrektur) Quantenfehlerkorrektur - wird beim Quantencomputing verwendet, um Quanteninformationen vor Fehlern aufgrund von Dekohärenz und anderem Quantenrauschen zu schützen.
Multi-Domain-Operationen (MDO) beschreiben, wie die ArmeeDie Vereinigten Staaten in einer kombinierten Streitmacht (Armee, Marine, Luftwaffe und Marinesoldaten) können sich in allen Bereichen (Luft, Land, Meer, Weltraum und Cyberspace) sowohl im Technologiewettbewerb als auch im bewaffneten Konflikt einem nahezu gleichen Gegner stellen und ihn besiegen.