Οι φυσικοί ανακάλυψαν πώς να κάνουν τους κβαντικούς υπολογιστές πιο ακριβείς από ποτέ

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι προηγμένες μηχανές ικανές να εκτελούν σύνθετες εργασίες και υπολογισμούς χρησιμοποιώντας

 νόμοι της κβαντικής μηχανικής. Χρησιμοποιούνται σε έρευνα που σχετίζεται με την τεχνητή νοημοσύνη, την παραγωγή φαρμάκων, την κλιματική αλλαγή, την κυβερνοασφάλεια και άλλους τομείς. Έρευνα που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature αποκαλύπτει μια σειρά υπολογιστικών λειτουργιών που θα μπορούσαν να κάνουν τους κβαντικούς υπολογιστές πιο ακριβείς από ποτέ -ή.

Γιατί οι κβαντικοί υπολογιστές λύνουν προβλήματαυπερβολικά πολύπλοκο ακόμα και για τους κλασικούς υπερυπολογιστές, πρέπει να αντιμετωπίσουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων. Αυτό τους κάνει πιο επιρρεπείς σε παρεμβολές, γεγονός που προκαλεί την εμφάνιση σφαλμάτων μόνο ένα από αυτά μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια πολλών πολύτιμων πληροφοριών. Έτσι, οι μηχανικοί και οι επιστήμονες παρέχουν στους κβαντικούς υπολογιστές αξιόπιστους μηχανισμούς διόρθωσης σφαλμάτων.

Μια ομάδα ερευνητών από ένα γερμανικό πανεπιστήμιοΤο Ίνσμπρουκ, το Πανεπιστήμιο RWTH του Άαχεν και το Ερευνητικό Κέντρο Jülich έχουν προτείνει μια μέθοδο που θα μπορούσε να οδηγήσει σε κβαντικούς υπολογιστές χωρίς σφάλματα.

Ένας συνηθισμένος υπολογιστής αποφεύγει τα σφάλματα δημιουργώνταςπλεονάζοντα αντίγραφα πληροφοριών με τη μορφή bit. Τα αντίγραφα χρησιμοποιούνται αργότερα για την επαλήθευση των δεδομένων. Ωστόσο, οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής δεν επιτρέπουν την αντιγραφή δεδομένων από ένα qubit σε άλλο. Έτσι στο Στην περίπτωση των κβαντικών υπολογιστών, αντί να αντιγράφουν, οι επιστήμονες διανέμουν δεδομένα σε πολλαπλά φυσικά qubit για επίτευξη πλεονασμού πληροφοριών για την επίλυση προβλημάτων.  

Ερευνητές από τη Γερμανία κατέληξαν στομια υπολογιστική πράξη που περιλαμβάνει δύο λογικά κβαντικά bit και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση οποιουδήποτε προβλήματος. Η εν λόγω λειτουργία αντιπροσωπεύεται στην πραγματικότητα από ένα σύνολο καθολικών πυλών ή κβαντικών κυκλωμάτων ικανών να επεξεργάζονται όλους τους τύπους μαθηματικών πληροφοριών. Οι συντάκτες του Η μελέτη ισχυρίζεται ότι το καθολικό σύνολο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε έναν κβαντικό υπολογιστή για τον προγραμματισμό όλων των αλγορίθμων.

Κατά τη διάρκεια της μελέτης, χρησιμοποιήθηκε σε ένα κβαντικόυπολογιστή με παγίδα ιόντων. Αυτό το μηχάνημα επεξεργάζεται κβαντικές πληροφορίες μέσω της κίνησης φορτισμένων ατομικών σωματιδίων που αιωρούνται στον ελεύθερο χώρο υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Ο υπολογιστής παγίδας ιόντων περιείχε 16 άτομα συνολικά. 

Δύο λογικά σετ μπιτ που ονομάζονται πύληΤο CNOT και η πύλη T αποθηκεύουν τις κβαντικές πληροφορίες Κάθε bit χωρίστηκε σε επτά άτομα και για πρώτη φορά, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εφαρμόσουν μια καθολική πύλη σε bits ανοχής σε σφάλματα αφού κάποιοι από τους κόμβους του αποτύχουν .