اختراق في أجهزة الكمبيوتر الكم: تجد Google بعيدًا عن تصحيح الخطأ
اختراق في أجهزة الكمبيوتر الكم: تجد Google بعيدًا عن تصحيح الخطأ
لديها أجهزة الكمبيوتر الكم القدرة على تغيير طريقة حل المشكلات. لكن أولاً يجب أن يصبحوا أكثر مقاومة للأخطاء. يحرز باحثو Google الآن تقدمًا في تصحيح الخطأ ويوضحون كيف يمكن تقليل فرصة الأخطاء.
تحديات أجهزة الكمبيوتر الكمومية متنوعة. المشكلة المركزية هي التعرض لأخطاء البتات الكمومية ، والتي تعمل كمكونات أساسية لهذه التكنولوجيا. تشير الدراسات الحالية إلى أن احتمال وجود أخطاء في العمليات الحسابية تتراوح بين 0.01 و 1 في المائة. هذا يعني أنه مع حسابات مكثفة تتطلب مئات إلى آلاف العمليات ، يمكن توقع عدد كبير من الأخطاء. لذلك فإن تصحيح الخطأ الفعال ضروري لاستغلال الاحتمالات الكاملة لهذه التكنولوجيا.
الاختراق في تصحيح الخطأ
تمكن مختبر الذكاء الاصطناعي الكمومي من Google من تشكيل بت كمية منطقية من عدة أجزاء كمية تعرضة للأخطاء التي تنتج أخطاء أقل من أجزائه الفردية. تندرج هذه المنهجية تحت مفهوم التكرار ، والذي يستخدم أيضًا في أجهزة الكمبيوتر التقليدية لتحديد الأخطاء وتصحيحها.
تهدف العملية إلى توزيع المعلومات على العديد من البتات الكمومية. بين هذه البتات هناك أجزاء قياس تساعد على ضمان استقرار الظروف دون تغييرها. هذا يؤدي إلى شكل أكثر قوة من لدغة الكم المنطقية ، وهو أقل عرضة للأخطاء. ومع ذلك ، لم تكن هذه التحفة الفنية ممكنة إلا بعد أن يظل الباحثون تحت عتبة الصدع الحاسمة. تم تحقيق ذلك عندما تمكنوا من خفض معدل الخطأ لنظام 97 بت كمية حتى الآن لدرجة أنه أنتج فقط نصف أخطاء نظام 49 بت.
الخبراء ، مثل فرانك فيلهلم-موخ من مركز أبحاث Jülich ، يرون نتائج Google مستوى عالٍ من الأهمية وحتى المقارنة مع تقدم 2019 عندما أظهرت Google لأول مرة أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تتجاوز أجهزة الكمبيوتر التقليدية في مهام معينة.
العقبات حول واقع الحاسوب الكمومي المتوافق مع خطأ
على الرغم من أن التقدم واعد ، إلا أن التحدي لا يزال رائعًا. على الرغم من أن Google يمكن أن تظهر الآن أنه يمكن تثبيت أجزاء الكم المنطقية ، إلا أن هذه هي الخطوة الأولى فقط. المعلم التالي هو تنفيذ العمليات الحسابية الأساسية مع هذه البتات الكمومية المنطقية. الهدف الطويل المدى هو تمكين الحسابات المتوحنة مع مجموعة متنوعة من هذه البتات الكمومية المنطقية.
بالإضافة إلى التحديات التقنية ، يواجه الباحثون جهودًا هائلة للموارد. تشير التقديرات إلى أن حوالي 1457 بت المادية الفيزيائية ستكون ضرورية لتحقيق معدل خطأ في البت الكمي المنطقي من 1 إلى 1،000،000. مثل هذه الحصص الخطأ من شأنها أن تسمح على الأقل حل المشكلات الأسهل ، ولكن بالنسبة للتحديات التكميلية ، مثل فك تشفير طرق التشفير الحديثة ، يلزم الآلاف من البتات الكمومية المنطقية.يتفق العلماء على أن تحسين حصص الخطأ في البتات الكمومية الفردية هو مفتاح التقدم. بالإضافة إلى ذلك ، تتوفر خوارزميات أخرى أكثر كفاءة لتصحيح الخطأ الكمومي ، والتي قد تؤدي إلى انخفاض في البتات الكم المطلوبة. هذا يفتح طرقًا واعدة لتطوير أجهزة الكمبيوتر الكم الأكثر قوة.
في الختام ، يبقى أن نرى أن Google وغيرها من الباحثين قد وضعوا بالفعل أساسًا مهمًا. لا تزال التطبيقات الواقعية لمثل هذا الكمبيوتر في المسافة ، لكن التطورات الأخيرة تجعل المنظور أكثر وضوحًا. ما مدى فعالية تنفيذ هذه الأساليب التصحيحية في الممارسة العملية لا يزال يتعين رؤيتها.