Obliczenia kwantowe to droga do nowych możliwości obliczeniowych. Może również pomóc
Naukowcy z Uniwersytetu MassachusettsFirma Amherst zidentyfikowała sposób ochrony informacji kwantowej przed częstym źródłem błędów w systemach nadprzewodzących, jednej z wiodących platform wdrażania wielkoskalowych komputerów kwantowych. W badaniu opublikowanym wMagazyn Naturenaukowcy wdrożyli nowy sposób spontanicznej korekty błędów kwantowych.
Źródło: Army Research Laboratory.
Dzisiejsze komputery są zbudowane z tranzystorów,reprezentujące klasyczne bity, 1 lub 0. Z kolei obliczenia kwantowe to nowy paradygmat obliczeń przy użyciu bitów kwantowych lub kubitów, w których superpozycja kwantowa i splątanie mogą być wykorzystane do wykładniczego zwiększenia mocy obliczeniowej.
Istniejące demonstracje korekcji kwantowejbłędy są aktywne. Oznacza to, że należy je okresowo sprawdzać pod kątem błędów i natychmiast poprawiać. To z kolei wymaga zasobów sprzętowych, a tym samym utrudnia skalowanie komputerów kwantowych.
Wręcz przeciwnie, w eksperymencie naukowcówpasywną korekcję błędów kwantowych uzyskuje się poprzez korygowanie tarcia lub rozpraszania, którego doświadcza kubit. Ponieważ tarcie jest ogólnie uważane za ważną przeszkodę dla spójności kwantowej, wynik ten może wydawać się zaskakujący. Rzecz w tym, że rozpraszanie musi być specjalnie zaprojektowane w sposób kwantowy.
Ta ogólna strategia była znana w teorii od około dwóch dekad, ale praktyczny sposób uzyskania takiego rozproszenia i wykorzystania go do kwantowej korekcji błędów był trudny.
„Demonstracja takich nietradycyjnych podejść,Mamy nadzieję, że pobudzi to mądrzejsze pomysły pozwalające przezwyciężyć niektóre z najtrudniejszych problemów nauki kwantowej” – wyjaśnia Grace Metcalf, kierownik programu ds. informatyki kwantowej w AFOSR.
Naukowcy stwierdzili, że sugeruje się, że może istnieć więcej sposobów ochrony kubitów przed błędami i zrobić to po niższych kosztach.
„Chociaż nasz eksperyment jest nadal dośćDzięki podstawowej demonstracji w końcu zdaliśmy sobie sprawę z tej kontrowersyjnej teoretycznej możliwości istnienia rozpraszających QEC” – powiedział dr Chen Wang, fizyk z Uniwersytetu Massachusetts w Amherst. „Ten eksperyment stwarza perspektywę stworzenia użytecznego, odpornego na awarie komputera kwantowego w perspektywie średnio- i długoterminowej”.
Czytaj więcej
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?
Uran uzyskał status najdziwniejszej planety w Układzie Słonecznym. Dlaczego?
Naukowy instrument SuperCam łazika Perseverance wysyła pierwsze wyniki na Ziemię
Superpozycja kwantowa to superpozycja stanów,które nie mogą być realizowane jednocześnie z klasycznego punktu widzenia; jest to superpozycja stanów alternatywnych. Zasada istnienia superpozycji stanów jest zwykle nazywana w kontekście mechaniki kwantowej po prostu zasadą superpozycji.
Rozpraszanie kwantowe bada analogi kwantoweproces nieodwracalnej utraty energii obserwowany na poziomie klasycznym. Głównym celem tej części jest wyprowadzenie klasycznych praw rozpraszania przy użyciu mechaniki kwantowej.
QEC (Quantum Error Correction) Kwantowa korekcja błędów - stosowana w komputerach kwantowych w celu ochrony informacji kwantowych przed błędami wynikającymi z dekoherencji i innego szumu kwantowego.
Multi-Domain Operations (MDO) opisują, jak działa armiaStany Zjednoczone w połączonych siłach [armia, marynarka wojenna, siły powietrzne i marines] mogą stawić czoła i pokonać niemal równego przeciwnika we wszystkich obszarach [powietrznych, lądowych, morskich, kosmicznych i cyberprzestrzeni] zarówno w rywalizacji technologicznej, jak iw konflikcie zbrojnym.