物理学者は自律量子エラーを修正する方法を発見しました

量子コンピューティングは、新しいコンピューティング機能への道でもあります。

材料発見、人工知能、生化学工学や将来の軍人に必要な他の多くの分野。しかし、量子コンピューターの基本的な構成要素である量子ビットは本質的に壊れやすいため、量子エラー訂正の効率的な実装が量子コンピューティングに対する長年の障害となってきました。さらに、軍は量子コンピューティングを使用した、いわゆるマルチドメイン作戦で「戦って勝つ」ことを計画していると米陸軍研究所は報告している。

マサチューセッツ大学の研究者アマースト氏は、大規模量子コンピューターを実装するための主要なプラットフォームの 1 つである超伝導システムにおける共通のエラー源から量子情報を保護する方法を特定しました。で発表された研究では、ネイチャーマガジン、科学者は、量子エラーを自発的に修正する新しい方法を実装しました。

クレジット:陸軍研究所。

今日のコンピューターはトランジスターで作られていますが、1または0の古典的なビットを表します。次に、量子コンピューティングは、量子ビットまたは量子ビットを使用して計算するための新しいパラダイムであり、量子重ね合わせとエンタングルメントを使用して、計算能力を指数関数的に高めることができます。

量子訂正の既存のデモンストレーションエラーがアクティブです。これは、エラーがないか定期的にチェックし、すぐに修正する必要があることを意味します。次に、これにはハードウェアリソースが必要であるため、量子コンピューターのスケーリングが妨げられます。

それどころか、研究者の実験ではパッシブ量子エラー訂正は、キュービットが経験する摩擦または散逸を訂正することによって実現されます。摩擦は一般に量子コヒーレンスの重要な障害と考えられているため、この結果は意外に思われるかもしれません。秘訣は、散逸を量子的な方法で特別に設計する必要があるということです。

この一般的な戦略は理論的には約20年前から知られていますが、そのような散逸を取得して量子エラー訂正に使用する実際的な方法は困難でした。

「このような非伝統的なアプローチのデモンストレーション、これにより、量子科学の最も困難な問題のいくつかを克服するためのより賢明なアイデアが生まれることを期待しています」と AFOSR の量子情報科学の女性プログラム リードであるグレース メトカーフ氏は説明します。

研究者たちは、キュービットをエラーから保護し、より低コストで保護する方法がもっとあるかもしれないことを示唆していると述べた。

「私たちの実験はまだ十分ではありませんが、初歩的な実証により、私たちは散逸型 QEC の物議を醸す理論的可能性をついに実現しました」とマサチューセッツ大学アマースト校の物理学者チェン・ワン博士は述べています。 「この実験は、中長期的には有用でフォールトトレラントな量子コンピューターを作成できる可能性を高めます。」

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量子重ね合わせは状態の重ね合わせであり、これは、古典的な観点からは同時に実現することはできません。それは代替状態の重ね合わせです。状態の重ね合わせの存在の原理は、通常、量子力学の文脈では単に重ね合わせの原理と呼ばれます。

量子散逸は量子アナログを研究します古典レベルで観察される不可逆的なエネルギー損失のプロセス。このセクションの主な目的は、量子力学を使用して古典的な散逸法則を導き出すことです。

QEC(量子エラー訂正)量子エラー訂正-デコヒーレンスやその他の量子ノイズによるエラーから量子情報を保護するために量子コンピューティングで使用されます。

マルチドメイン作戦(MDO)は、軍隊がどのように合衆国[陸軍、海軍、空軍、海兵隊]は、技術競争と武力紛争の両方において、すべての分野[空、陸、海、宇宙、サイバースペース]でほぼ同等の敵と対峙し、打ち負かすことができます。