Prielom v kvantových počítačoch: Google zistí korekciu chýb

Prielom v kvantových počítačoch: Google zistí korekciu chýb

Kvantové počítače majú potenciál zmeniť spôsob riešenia problémov. Najprv sa však musia stať odolnejšími voči chybám. Vedci spoločnosti Google teraz dosahujú pokrok v korekcii chýb a ukazujú, ako je možné znížiť pravdepodobnosť chýb.

Výzvy kvantových počítačov sú rôzne. Ústredným problémom je náchylnosť na chyby kvantových bitov, ktoré pôsobia ako základné komponenty tejto technológie. Súčasné štúdie ukazujú, že pravdepodobnosť chýb v aritmetických operáciách je medzi 0,01 až 1 percentami. To znamená, že s rozsiahlymi výpočtami, ktoré si vyžadujú stovky až tisíce operácií, možno očakávať značný počet chýb. Účinná korekcia chýb je preto nevyhnutná na využitie úplných možností tejto technológie.

Prielom v korekcii chýb

Kvantové laboratórium umelej inteligencie od spoločnosti Google sa podarilo vytvoriť logický kvantový bit z niekoľkých kvantových bitov s chybou, ktoré vytvárajú menej chýb ako jeho jednotlivé časti. Táto metodika spadá pod koncept redundancie, ktorá sa používa aj v konvenčných počítačoch na identifikáciu a korekciu chýb.

Cieľom procesu je distribuovať informácie v niekoľkých kvantových bitoch. Medzi týmito bitami existujú bity merania, ktoré pomáhajú zabezpečiť stabilitu podmienok bez ich zmeny. To vedie k robustnejšej forme logického kvantového uhryznutia, ktoré je menej citlivé na chyby. Toto technické majstrovské dielo však bolo možné až potom, čo vedci mohli zostať pod kritickou prahom porúch. To sa dosiahlo, keď boli schopní znížiť mieru chybovosti 97 kvantov-bitového systému, že priniesol iba polovicu chýb 49 kvantov-bitového systému.

Experti, ako napríklad Frank Wilhelm-Mauch z výskumného centra Jülicha, vidia výsledky spoločnosti Google vysokú úroveň relevantnosti a dokonca porovnávať s pokrokom v roku 2019, keď spoločnosť Google prvýkrát preukázala, že kvantové počítače môžu v určitých úlohách prekročiť tradičné počítače.

Prekážky o realite chybového kvantového počítača

Aj keď je pokrok sľubný, výzva zostáva skvelá. Aj keď spoločnosť Google teraz môže ukázať, že logické kvantové bity sa dajú stabilizovať, je to iba prvý krok. Ďalším míľnikom je vykonávanie základných aritmetických operácií s týmito logickými kvantovými bitami. Dlhodobým cieľom je povoliť výpočty znižujúce poruchy s rôznymi logickými kvantovými bitmi.

Vedci súhlasia s tým, že zlepšenie kvót na chyby jednotlivých kvantových bitov je kľúčom k pokroku. Okrem toho sú k dispozícii ďalšie účinnejšie algoritmy na korekciu kvantovej chyby, čo by mohlo viesť k zníženiu požadovaných kvantových bitov. To otvára sľubné spôsoby rozvoja výkonnejších kvantových počítačov.