Fizikai rado būdą, kaip ištaisyti autonomines kvantines klaidas

Kvantinė kompiuterija yra kelias į naujas skaičiavimo galimybes. Tai taip pat gali padėti

medžiagų atradimas, dirbtinis intelektas,biocheminė inžinerija ir daugelis kitų disciplinų, reikalingų būsimam kariniam personalui; Tačiau kadangi kubitai, pagrindiniai kvantinių kompiuterių blokai, iš prigimties yra trapūs, ilgalaikė kliūtis kvantiniam skaičiavimui buvo veiksmingas kvantinių klaidų taisymo įgyvendinimas. Be to, JAV kariuomenės tyrimų laboratorija praneša, kad kariškiai planuoja „kovoti ir laimėti“ vadinamosiose kelių domenų operacijose, naudojant kvantinį skaičiavimą.

Masačusetso universiteto mokslininkaiAmherst nustatė būdą, kaip apsaugoti kvantinę informaciją nuo įprasto klaidų šaltinio superlaidžiose sistemose – vienoje iš pirmaujančių platformų diegti didelio masto kvantinius kompiuterius. Tyrime, paskelbtame mGamtos žurnalas, mokslininkai įdiegė naują būdą spontaniškai ištaisyti kvantines klaidas.

Autorius: Armijos tyrimų laboratorija.

Šiandieniniai kompiuteriai yra pastatyti su tranzistoriais,atstovaujantis klasikiniams bitams, arba 1, arba 0. Savo ruožtu, kvantinis skaičiavimas yra nauja skaičiavimo paradigma naudojant kvantinius bitus ar kvitus, kai kvantinė superpozicija ir susipynimas gali būti naudojami eksponentiškai padidinti skaičiavimo galią.

Esamos kvantinės korekcijos demonstracijosklaidos yra aktyvios. Tai reiškia, kad juos reikia periodiškai tikrinti, ar nėra klaidų, ir nedelsiant juos ištaisyti. Savo ruožtu tam reikia aparatinės įrangos išteklių ir taip slopinamas kvantinių kompiuterių mastelis.

Priešingai, tyrėjų eksperimentepasyvioji kvantinių klaidų korekcija pasiekiama taisant trintį arba sklaidą, kurią patiria kvitas. Kadangi trintis paprastai laikoma svarbia kliūtimi kvantinei darnai, šis rezultatas gali pasirodyti stebinantis. Apgaulė yra ta, kad išsklaidymas turi būti specialiai sukurtas kvantiniu būdu.

Ši bendra strategija teoriškai buvo žinoma maždaug du dešimtmečius, tačiau praktinis būdas gauti tokį išsklaidymą ir naudoti jį kvantinėms klaidoms taisyti buvo sudėtingas.

„Tokių netradicinių požiūrių demonstravimas,Tikimės, kad tai paskatins protingesnes idėjas įveikti kai kurias sudėtingiausias kvantinio mokslo problemas“, – aiškina Grace Metcalf, AFOSR kvantinės informacijos mokslo programos vadovė.

Tyrėjai teigė, kad numanoma, jog gali būti ir daugiau būdų apsaugoti kubitus nuo klaidų ir tai padaryti mažesnėmis sąnaudomis.

„Nors mūsų eksperimentas vis dar ganaAtlikę elementarų demonstravimą, mes pagaliau supratome šią prieštaringą teorinę išsklaidymo QEC galimybę“, – sakė Masačusetso universiteto Amherste fizikas daktaras Chenas Wangas. „Šis eksperimentas iškelia perspektyvą sukurti naudingą, gedimams atsparų kvantinį kompiuterį vidutinės trukmės ir ilgalaikiu laikotarpiu.

Skaityti daugiau

Fizikai sukūrė juodosios skylės analogą ir patvirtino Hawkingo teoriją. Kur jis veda?

Uranas gavo keisčiausios Saulės sistemos planetos statusą. Kodėl?

„SuperCam“ mokslinis instrumentas iš „Perseverance rover“ siunčia pirmuosius rezultatus į Žemę

Kvantinė superpozicija yra valstybių superpozicija,kurio negalima vienu metu realizuoti klasikiniu požiūriu; tai alternatyvių būsenų superpozicija. Būklių superpozicijų egzistavimo principas kvantinės mechanikos kontekste paprastai vadinamas tiesiog superpozicijos principu.

Kvantinė sklaida tiria kvantinius analogusklasikiniu lygmeniu stebimas negrįžtamo energijos praradimo procesas. Pagrindinis šio skyriaus tikslas – naudojant kvantinę mechaniką išvesti klasikinius sklaidos dėsnius.

QEC (kvantinių klaidų taisymas) kvantinių klaidų taisymas - naudojamas kvantiniam skaičiavimui, siekiant apsaugoti kvantinę informaciją nuo klaidų, atsirandančių dėl dekoherencijos ir kito kvantinio triukšmo.

Daugelio sričių operacijos (MDO) apibūdina, kaip kariuomenėJungtinėse Amerikos Valstijose jungtinėmis pajėgomis [armija, karinis jūrų laivynas, oro pajėgos ir jūrų pėstininkai] gali susidurti ir nugalėti beveik vienodą priešininką visose srityse (oro, sausumos, jūros, kosmoso ir kibernetinės erdvės) tiek technologijų konkurencijos, tiek ginkluotų konfliktų metu.