Komputer kuantum mampu mengatasinya Superkomputer tercepat saat ini Anda mungkin tidak perlu begitu hebat atau lapar akan kekuasaan seperti yang kami pikirkan, katakanlah para peneliti dari startup Kanada Nord Quantique.
Perusahaan telah membangun a Bit kuantum (berhenti) Dengan koreksi kesalahan yang dimasukkan, menghilangkan kebutuhan untuk kelompok besar qubit fisik yang diperlukan untuk kegagalan toleran Komputasi kuantum.
Nord Quantique berencana untuk memanjat desain ini dalam logika qubit 1.000 -Logic pada tahun 2031. Sistem ini akan cukup kompak agar muat di dalam pusat data dan membutuhkan energi yang jauh lebih sedikit daripada platform saat ini, kata para peneliti.
Pengumuman mengikuti tonggak 2024 di mana perusahaan menunjukkan Prototipe karya “Bosonic Qubit” -nya – Perangkat yang mengintegrasikan koreksi kesalahan kuantum langsung ke dalam perangkat keras Anda. Di dalam penyataanPerwakilan Nord Quantique menggambarkan arsitektur baru sebagai “yang pertama dalam fisika terapan” dan rute praktis menuju utilitas kelas kuantum yang dapat diskalakan. Advance membahas tantangan data panjang dalam komputasi kuantum: mempertahankan integritas informasi kuantum dari waktu ke waktu.
Bit kuantum sangat sensitif terhadap panas, getaran dan gangguan elektromagnetik, bahkan saat mendingin Nol absolut (–460 ° F, atau –273 ° C). Sebagian besar platform kuantum membahas hal ini menggunakan Koreksi kesalahan kuantumItu menggabungkan banyak qubit fisik untuk membentuk satuan logis tunggal yang mampu menyerap dan memperbaiki kesalahan melalui redundansi, sehingga kegagalan unik tidak menghilangkan perhitungan lengkap.
Terkait: Komputer kuantum ada di sini, tetapi mengapa kita membutuhkannya dan apa yang akan digunakan?
Namun, menciptakan chbit logis tunggal secara tradisional membutuhkan lusinan atau bahkan ratusan qubit fisik, secara signifikan meningkatkan ukuran, kompleksitas, dan biaya energi komputer kuantum. Sistem Nord Quantique menghindari ini dengan menggunakan satu komponen fisik untuk melakukan peran qbit logis.
Komputasi kuantum dalam mode aman
Dalam inti desain ada rongga aluminium superkonduktor yang dikenal sebagai resonator bosonik, didinginkan hingga nol yang hampir absolut. Rongga ini mengandung partikel cahaya (Foton) bahwa menyimpan informasi kuantum dalam pola elektromagnetik spesifik yang terbentuk di dalam resonator. Pola -pola ini, yang dikenal sebagai “mode”, mewakili cara yang berbeda di mana bidang beresonansi dalam rongga, yang memungkinkan keadaan kuantum dikodekan secara paralel.
Dengan mendistribusikan informasi dalam berbagai cara dalam struktur fisik yang sama, QBIT dapat mengidentifikasi dan memperbaiki jenis gangguan tertentu. Jika suatu mode terganggu, orang lain memberikan konteks yang cukup untuk mengembalikan keadaan yang tepat. Metode ini, yang dikenal sebagai pengkodean multimode, memberikan setiap toleransi untuk kegagalan internal QBIT, mengurangi kebutuhan untuk koreksi kesalahan eksternal dan memungkinkan hubungan 1: 1 antara qubit fisik dan logis.
Para peneliti memperkirakan bahwa 1.000 mesin logis berhenti yang dibangun dalam arsitektur ini hanya akan menempati 215 kaki persegi (20 meter persegi) dan hanya mengkonsumsi sebagian kecil dari energi yang digunakan oleh sistem kinerja tinggi saat ini.
Mereka juga menghitung bahwa komputer kuantum yang dibangun menggunakan arsitekturnya dapat memecahkan kunci enkripsi RSA 830 -bit dalam satu jam, hanya mengonsumsi energi energi 120 kilowatt. Sebagai perbandingan, superkomputer akan membutuhkan sembilan hari dan 280.000 kilowatts-hora untuk menyelesaikan masalah yang sama, kata mereka.
“Jumlah qubit fisik yang didedikasikan untuk koreksi kesalahan kuantum selalu menghadirkan tantangan besar bagi industri kami.” Julien Camirand LemyreDirektur Eksekutif Nord Quantique, katanya dalam a penyataan. “Pengkodean multimode memungkinkan kita membangun komputer kuantum dengan kemampuan koreksi kesalahan yang sangat baik, tetapi tanpa hambatan semua qubit fisik ini.”
Untuk membuat sistem lebih toleran terhadap kegagalan, para peneliti menggunakan “kode bosonik” yang disebut kode Tesseract. Ini membantu melindungi terhadap kegagalan kuantum yang umum, seperti bit flips, fase flips, kesalahan kontrol dan kebocoran, di mana berhenti slide dalam keadaan yang bukan bagian dari sistem yang digunakan untuk menyimpan dan memproses informasi. Pelarian sulit untuk dikoreksi karena sebagian besar teknik koreksi kesalahan hanya berfungsi dalam set negara kuantum yang diharapkan dan tidak dapat mendeteksi ketika sesuatu keluar darinya.
Untuk membuktikan keandalan sistem, para peneliti mengeksekusi putaran koreksi kesalahan berulang dan hasil bocor di mana qbit tidak berperilaku seperti yang direncanakan.
Sekitar 12,6% dari run bocor, kata mereka. Dalam data yang tersisa, QBIT mempertahankan statusnya melalui 32 putaran koreksi kesalahan tanpa peluruhan yang dapat diukur, menunjukkan bahwa kodifikasi multimode dapat mempertahankan informasi kuantum secara andal dalam kondisi stabil.
Nord Quantique berencana untuk meluncurkan mesin 100-fit-logic pada tahun 2029, dengan sistem 1.000-chits lengkap yang dijadwalkan pada tahun 2031. “Di luar ukuran terkecil dan paling praktis, mesin kami juga akan mengkonsumsi sebagian kecil dari energi,” kata Camirand Lemyre. “Itu membuat mereka sangat menarik [high-performance computing] Pusat HPC di mana biaya energi adalah yang paling penting. “
