A Yale Egyetem munkatársa, Michael Devorette által vezetett kísérlet ezt bizonyítja
Mik azok a qubitek?
A klasszikus számítástechnika információi jönnekegyeseknek vagy nulláknak megfelelő bitek formájában. A kvantumszámítás során speciális kvantumtulajdonságokkal rendelkező eszközökben tárolják, amelyeket kvantumbiteknek vagy „qubiteknek” neveznek.
IBM 7 Qubit eszköz. Fotó: Flickr
A Yale Egyetem laboratóriumábanszupravezető áramkörökből jönnek létre, amelyeket 100-szor alacsonyabb hőmérsékletre hűtöttek, mint a világűrben. Minden qubit jelent egyet vagy nullát, vagy furcsa módon egyszerre egyet és nullát. Ez a „kvantumpárhuzam” az egyik olyan tulajdonság, amely lehetővé teszi a kvantumszámítógépek számára a számítások elvégzését. Potenciálisan – több nagyságrenddel gyorsabban, mint a klasszikus szuperszámítógépeken lehetséges.
Mi a probléma a kvantumszámítással?
A kvantumrendszerek azonban törékenyek. Kísérti őket a dekoherencia alapvető jelensége – egy olyan folyamat, amelyben a kvitekben tárolt információ gyorsan elveszíti kvantumtulajdonságait a környezettel való kölcsönhatás következtében. Egyszerűen fogalmazva, a külső környezet bármilyen zavarása megzavarja az ilyen rendszerek működését, lehetetlenné téve azokat. Ez megakadályozza, hogy a kvantumszámítógépeket mindenhol implementálják.
Van megoldás, de ez nem ilyen egyszerű
Kvantum hibajavítás, ami elméletileg1995-ben fedezték fel, eszközt kínál e dekoherencia leküzdésére. Megvéd egy kvantumbitet azáltal, hogy egy nagyobb rendszerbe kódolja, mint amennyi általában egyetlen qubit ábrázolásához szükséges.
IBM 16 Qubit processzor. Fotó: Flickr
Ez a nagyobb rendszer azonban hatással vanA környezet még agresszívebb, a kódolt qubit pedig törékenyebb. E hatás és a további hibajavító komponensekkel járó komplikációk miatt ez a folyamat a gyakorlatban nem hosszabbította meg a kvantumbit élettartamát. A kutatók azt mondják, hogy valójában ritka esemény még egy korrigálatlan qubittel is. Az elméleti ígéretekkel ellentétben a legtöbb kísérletben a hibajavítás felgyorsítja a kvantuminformáció dekoherenciáját.
Mit tettek a tudósok?
A kísérlet során a tudósok először kimutattákhogy a növekvő rendszerredundancia, a kvantumhibák aktív észlelése és korrekciója biztosította a kvantuminformáció stabilitását. „Kísérletünk bizonyítja, hogy a kvantumhiba-javítás valódi, praktikus eszköz. Ez több, mint az elv bemutatása” – magyarázza a fizikus.
Tudósok egy csoportja több mint kétszeresére növelte a kvantuminformáció élettartamát. A hibajavító qubitjük 1,8 ezredmásodpercig tartott – a kvantumszámítástechnikában minden gyorsan történik.
A kód segítségével értek el eredményekethibajavító szoftver, amelyet 2001-ben találtak fel. „Igen, a mi szakterületünkön vannak késések az elméleti javaslatok és azok gyakorlati megvalósítása között” – magyarázza Michael Devorette.
Kubitok illusztrációja. Hitel: Yale Egyetem
Vladimir Sivak, a cikk vezető szerzője ezt nyilatkoztaA teljesítményt részben gépi tanulási ügynök használatával sikerült elérni. Az eredmény javítása érdekében testreszabta a hibajavítási folyamatot.
„Ebben nincs egyetlen áttöréslehetővé tette számunkra ezt az eredményt. Valójában az elmúlt néhány évben kifejlesztett különféle technológiák kombinációja. Ebben a kísérletben egyesítettük, magyarázta egy diák Devoret laboratóriumában, aki jelenleg a Google kutatója.
Miért olyan fontos?
Практический успех квантовых вычислений будет attól függ, hogy képesek-e rendkívül jó minőségű kvantumbiteket létrehozni kvantumhiba-javítás segítségével. Egy új kísérlet megerősíti a kvantumszámítással kapcsolatos alapfeltevést; A qubit élettartamának megduplázásával a kutatók bebizonyították a kvantumfizika kulcsfontosságú elméletét. „Ez nagyon biztató” – összegezték a tanulmány szerzői.
Olvass tovább:
Megtalálta a módját a vércukorszint csökkentésének inzulin injekciók nélkül
A tudósok úgy vélik, hogy az univerzum formája nem az, amit mindenki gondol
A NASA helikoptere naplementét mutatott be a Marson. Nem úgy néz ki, mint a föld.
Borító illusztráció: geralt