Avanço em computadores quânticos: o Google encontra a correção de erros

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Os computadores quânticos têm o potencial de mudar a maneira como resolvemos problemas. Mas primeiro eles precisam se tornar mais resistentes a erros. Os pesquisadores do Google agora estão progredindo na correção de erros e mostrando como a chance de erros pode ser reduzida.

Os desafios dos computadores quânticos são diversos. Um problema central é a suscetibilidade a erros dos bits quânticos, que atuam como componentes fundamentais dessa tecnologia. Os estudos atuais mostram que a probabilidade de erros nas operações aritméticas está entre 0,01 e 1 %. Isso significa que, com cálculos extensos que requerem centenas a milhares de operações, pode -se esperar um número significativo de erros. A correção eficaz de erro é, portanto, essencial para explorar todas as possibilidades dessa tecnologia.

A inovação na correção de erro

O Laboratório de Inteligência Artificial Quantum do Google conseguiu formar um bit quântico lógico a partir de vários bits quânticos propensos a erros que produzem menos erros do que suas partes individuais. Essa metodologia se enquadra no conceito de redundância, que também é usado em computadores convencionais para identificar e corrigir erros.

O processo tem como objetivo distribuir informações sobre vários bits quânticos. Entre esses bits, existem bits de medição que ajudam a garantir a estabilidade das condições sem alterá -los. Isso leva a uma forma mais robusta da picada quântica lógica, que é menos suscetível a erros. No entanto, essa obra -prima técnica só era possível depois que os pesquisadores poderiam permanecer sob um limite crítico de falha. Isso foi alcançado quando eles foram capazes de diminuir a taxa de erro de um sistema de 97 bits quânticos até agora que produziu apenas metade dos erros de um sistema de 49 bits quânticos.

Especialistas, como Frank Wilhelm-Mauch, do Jülich Research Center, veem os resultados do Google um alto nível de relevância e até comparam com o progresso de 2019 quando o Google demonstraram pela primeira vez que os computadores quânticos podem exceder os computadores tradicionais em determinadas tarefas.

Os obstáculos sobre a realidade de um computador quântico tolerante de falha

Embora o progresso seja promissor, o desafio permanece ótimo. Embora o Google agora possa mostrar que os bits quânticos lógicos podem ser estabilizados, esta é apenas a primeira etapa. O próximo marco é realizar operações aritméticas básicas com esses bits quânticos lógicos. O objetivo de longo prazo é permitir cálculos tolerantes a falhas com uma variedade desses bits quânticos lógicos.

Além dos desafios técnicos, os pesquisadores enfrentam enorme esforço de recursos. Estima -se que cerca de 1457 bits quânticos físicos sejam necessários para atingir uma taxa de erro no bit quântico lógico de 1 a 1.000.000. Tais cotas de erro permitiriam pelo menos resolver problemas mais fáceis, mas para desafios complementares, como a descriptografia dos métodos modernos de criptografia, são necessários milhares de bits quânticos lógicos.

Os cientistas concordam que melhorar as cotas de erro dos bits quânticos individuais é a chave para progredir. Além disso, outros algoritmos mais eficientes estão disponíveis para a correção de erros quânticos, o que poderia levar a uma redução nos bits quânticos necessários. Isso abre maneiras promissoras para o desenvolvimento de computadores quânticos mais poderosos.

Em conclusão, resta saber que o Google e outros pesquisadores já lançaram uma base significativa. As aplicações realistas desse computador ainda estão à distância, mas os desenvolvimentos recentes tornam a perspectiva mais clara. Com que eficácia esses métodos corretivos podem ser implementados na prática ainda não se sabe.