Läpimurto Quantum Computers: Google löytää virhekorjauksen
Läpimurto Quantum Computers: Google löytää virhekorjauksen
Kvanttitietokoneet voivat muuttaa ongelmia ratkaisemisemme. Mutta ensin heidän on oltava vastustuskykyisempiä virheille. Google -tutkijat edistyvät nyt virheenkorjauksessa ja osoittavat, kuinka virheiden mahdollisuutta voidaan vähentää.
kvanttitietokoneiden haasteet ovat monipuolisia. Keskeinen ongelma on kvanttibittien virheiden alttius, jotka toimivat tämän tekniikan peruskomponentteina. Nykyiset tutkimukset osoittavat, että aritmeettisten operaatioiden virheiden todennäköisyys on välillä 0,01 - 1 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että laajoilla laskelmilla, jotka vaativat satoja tuhansia operaatioita, voidaan odottaa huomattavaa määrää virheitä. Siksi tehokas virheenkorjaus on välttämätöntä tämän tekniikan kokonaismahdollisuuksien hyödyntämiseksi.
Virhekorjauksen läpimurto
Googlen kvanttitekijän älykkyyslaboratorio onnistui muodostamaan loogisen kvanttibitin useista virheen mukaisista kvanttibiteistä, jotka tuottavat vähemmän virheitä kuin sen yksittäiset osat. Tämä menetelmä kuuluu redundanssin käsitteeseen, jota käytetään myös tavanomaisissa tietokoneissa virheiden tunnistamiseksi ja korjaamiseksi.
Prosessin tavoitteena on jakaa tietoa useille kvanttibittille. Näiden bittien välillä on mittausbittejä, jotka auttavat varmistamaan olosuhteiden vakauden muuttamatta niitä. Tämä johtaa loogisen kvanttipurennan voimakkaampaan muotoon, joka on vähemmän herkkä virheille. Tämä tekninen mestariteos oli kuitenkin mahdollinen vasta sen jälkeen, kun tutkijat pystyivät pysymään kriittisen vikamynnin alla. Tämä saavutettiin, kun he pystyivät alentamaan 97 kvantti-bittisen järjestelmän virheastetta toistaiseksi, että se tuotti vain puolet 49 kvantti-bittisen järjestelmän virheistä.
asiantuntijat, kuten Frank Wilhelm-Mauch Jülichin tutkimuskeskuksesta, katso Googlen tulokset korkealla merkityksellisellä tasolla ja jopa verrataan vuoden 2019 edistymiseen, kun Google osoitti ensimmäistä kertaa, että kvantitietokoneet voivat ylittää perinteiset tietokoneet tietyissä tehtävissä.
vianvärisen kvanttitietokoneen
esteetVaikka edistyminen on lupaavaa, haaste on edelleen suuri. Vaikka Google pystyi nyt osoittamaan, että loogiset kvanttibitit voidaan vakauttaa, tämä on vasta ensimmäinen askel. Seuraava virstanpylväs on suorittaa aritmeettiset perustoiminnot näillä loogisilla kvanttibittillä. Pitkän aikavälin tavoitteena on mahdollistaa vikaantuneet laskelmat monilla näillä loogisilla kvanttibitteillä.
Teknisten haasteiden lisäksi tutkijat kohtaavat valtavia resursseja. On arvioitu, että noin 1457 fyysistä kvanttibittiä olisi tarpeen virheenopeuden saavuttamiseksi loogisessa kvanttibitissä 1 - 1 000 000. Tällaiset virhekiintiöt sallivat ainakin helpompia ongelmia, mutta täydentävien haasteiden, kuten nykyaikaisten salausmenetelmien salauksen purkamiseen, tarvitaan tuhansia loogisia kvanttibittejä.Tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että yksittäisten kvanttibittien virhekiintiöiden parantaminen on avain etenemiseen. Lisäksi muut, tehokkaampia algoritmeja on saatavana kvanttivirhekorjaukseen, mikä voi mahdollisesti johtaa vaaditun kvanttibittien vähentymiseen. Tämä avaa lupaavia tapoja tehokkaampien kvanttitietokoneiden kehittämiseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että on vielä nähtävissä, että Google ja muut tutkijat ovat jo luoneet merkittävän perustan. Tällaisen tietokoneen realistiset sovellukset ovat edelleen etäisyydessä, mutta viimeaikainen kehitys tekee näkökulmasta selkeämmän. Kuinka tehokkaasti nämä korjaavat menetelmät voidaan toteuttaa käytännössä.