Yang komputer mengatakan mereka telah menguraikan ilmu di balik koreksi kesalahan di komputer kuantum berkat “kode 4D” yang baru.
Dikembangkan oleh Microsoft, kode baru terungkap dalam a Blog Diterbitkan pada 19 Juni dan bertujuan untuk mengatasi masalah toleransi kesalahan, mungkin hambatan komputasi kuantum terbesar.
Semua komputer dapat menghasilkan kesalahan. Dalam komputasi klasik, koreksi kesalahan dicapai dengan membuat banyak salinan dari setiap informasi yang dikirim. Jika satu atau lebih bit hilang atau rusak, bit yang tersisa masih berisi informasi asli.
QubitNamun, itu tidak dapat disalin. Mereka juga tidak dapat diukur tanpa mengalami apa yang disebut “runtuh.” Ini membuatnya jauh lebih sulit untuk mendeteksi dan mengurangi kesalahan (daripada terjadi pada tingkat yang jauh lebih tinggi itu dalam potongan klasik) Saat itu terjadi.
Konfigurasi koreksi kesalahan kuantum yang khas menyiratkan penambahan qubit “fisik” ke dalam suatu sistem. Qubit ini terjerat dengan qubit “logis” yang umumnya membawa informasi kuantum. Alih -alih mengukur qubit logis, sehingga menyebabkan keruntuhan ini, para ilmuwan dapat memverifikasi kesalahan dengan mengukur qubit fisik kusut. Ini memungkinkan proses perhitungan untuk melanjutkan.
Para ilmuwan umumnya menggunakan kode 4D dalam proses koreksi kesalahan kuantum ketika menciptakan kembali topologi permukaan pemrosesan kuantum dalam jaringan empat dimensi. Ini menciptakan bentuk memori kuantum.
Terkait: ‘Science Is Resolved’: IBM untuk membangun 10.000 -Komputasi kuantum mengerikan untuk 2029
Masalahnya adalah bahwa sebagian besar teknik koreksi kesalahan sulit dipanjat, kuat dalam sumber daya atau keduanya. Semakin banyak qubit fisik yang diperlukan untuk memberikan toleransi kesalahan untuk sistem kuantum, dan koreksi kesalahan yang lebih diperlukan, semakin banyak energi yang diperlukan untuk perhitungan.
“Microsoft empat dimensi kode geometris membutuhkan sangat sedikit qubit fisik dengan qubit logis, dapat memverifikasi kesalahan dalam satu bidikan dan menunjukkan pengurangan 1.000 kali dalam tingkat kesalahan,” kata rekan teknis pengembangan kuantum lanjutan di Microsoft Quantum, Krysta SvoreDi posting blog.
Belokan ke koreksi kesalahan kuantum
Temuan, diunggah pada 18 Juni hingga Arxiv Database preprimpresi, berfokus pada menempatkan belokan literal dalam kode geometris 4D dalam bentuk banteng yang digunakan untuk koreksi kesalahan dalam sistem komputer kuantum tertentu.
Para ilmuwan mengembangkan kode geometris yang dapat tumpang tindih dalam suatu sistem untuk mendeteksi kesalahan menggunakan topografi empat dimensi. Kode 4D ini menghubungkan ruang sampel (di mana kode koreksi dijalankan) ke ruang operasional (di mana qubit berisi informasi) melalui kusut.
Ini bekerja dalam empat dimensi menggunakan ekspresi matematika yang, pada dasarnya, memungkinkan titik tango membuat koneksi di permukaan “banteng”, yang dapat dibayangkan sebagai bentuk donat.
Sedangkan kode 4D telah digunakan untuk membuat Memori Autocorrection Quantum Di masa lalu, penggunaannya di sini dianggap baru karena para peneliti menghitung “belokan” dalam geometri yang memungkinkan jumlah kode yang sama untuk mencakup jumlah ruang sistem yang sama menggunakan lebih sedikit kusut qbit fisik.
Dengan geometri “memutar”, tumpang tindih kode 4D menciptakan ruang representasi yang lebih besar yang mencerminkan sebagian besar keadaan kuantum dari qubit nyata yang digunakan. Melakukan peneliti mendeteksi kesalahan dalam kode tanpa mengubah proses kuantum nyata yang terjadi dalam sistem.
Para peneliti mengeksekusi kode “bengkok” baru mereka pada komputer kuantum yang ada dan secara eksperimental mengkonfirmasi teori mereka dalam dokumen predimpresi yang terpisah, diterbitkan ke server Foreference Arxiv di 13 Juni. Tidak ada dokumen yang ditinjau oleh pasangan.
“Komputer kuantum universal yang toleran Fallas dapat dilakukan dengan menggunakan kode geometris 4D, yang dirancang untuk memungkinkan meningkatnya jumlah qubit logis dengan jumlah qubit fisik yang sederhana, sementara memungkinkan siklus logis dengan kedalaman rendah dan toleransi terhadap kegagalan universal,” kata para ilmuwan dalam studi tersebut.
Selain itu, para peneliti diduga menunjukkan teknik inovatif untuk “menggantikan” atom yang digunakan sebagai qubit ketika mereka hilang. Dalam sistem komputasi kuantum tertentu, qubit dibuat dalam memasang atom netral dengan pinset laser dan menangkapnya. Selama perhitungan, atom -atom ini dapat hilang atau dihilangkan.
Para peneliti mengatakan mereka dapat menggantikan atom yang hilang di tengah siklus menggunakan balok atom untuk memaksa atom baru ke matriks tanpa mengganggu perhitungan, yang pertama, kata para ilmuwan dalam penelitian ini.
Menurut temuan, keluarga kode 4D yang baru dapat mewakili kemajuan kedua dalam koreksi kesalahan kuantum dalam beberapa minggu. Pada 10 Juni, IBM melakukannya Pernyataan serupa Ketika dia mengumumkan bahwa dia telah mengembangkan teknik koreksi kesalahan kuantum yang akan mengarah pada pengembangan komputer kuantum yang terbukti berguna pada tahun 2029.
Ketika metode IBM baru menggunakan pendekatan pengembangan top -down yang memanfaatkan perangkat keras khususnya, Microsoft dibangun dari bawah ke atas untuk mengatasi toleransi kesalahan menggunakan pendekatan yang dapat memiliki aplikasi lain di luar perangkat keras dan menggunakan kasus di mana ia diuji.
