Genombrott i kvantdatorer: Google hittar bort till felkorrigeringen

Genombrott i kvantdatorer: Google hittar bort till felkorrigeringen

Kvantdatorer har potential att ändra hur vi löser problem. Men först måste de bli mer motståndskraftiga mot fel. Google -forskare gör nu framsteg i felkorrigering och visar hur risken för misstag kan minskas.

Utmaningarna med kvantdatorer är olika. Ett centralt problem är känsligheten för kvantbitarnas fel, som fungerar som grundläggande komponenter i denna teknik. Nuvarande studier visar att sannolikheten för fel i aritmetiska operationer är mellan 0,01 och 1 procent. Detta innebär att med omfattande beräkningar som kräver hundratals till tusentals operationer kan ett betydande antal fel förväntas. Effektiv felkorrigering är därför avgörande för att utnyttja de fullständiga möjligheterna för denna teknik.

Genombrottet i felkorrigering

Kvanten Artificial Intelligence Lab från Google lyckades bilda en logisk kvantbit från flera felpronkvantbitar som producerar mindre fel än dess enskilda delar. Denna metod faller under begreppet redundans, som också används i konventionella datorer för att identifiera och korrigera fel.

Processen syftar till att distribuera information över flera kvantbitar. Mellan dessa bitar finns mätbitar som hjälper till att säkerställa stabiliteten i förhållandena utan att ändra dem. Detta leder till en mer robust form av den logiska kvantbiten, vilket är mindre mottagligt för fel. Detta tekniska mästerverk var emellertid bara möjligt efter att forskarna kunde förbli under en kritisk felströskel. Detta uppnåddes när de kunde sänka felhastigheten för ett 97 kvant-bit-system så långt att det bara producerade hälften av felen i ett 49 kvant-bit-system.

Experter, som Frank Wilhelm-Mauch från Jülich Research Center, ser resultaten av Google en hög relevansnivå och till och med jämföra med framstegen 2019 när Google för första gången visade att kvantdatorer kan överskrida traditionella datorer i vissa uppgifter.

hinder om verkligheten av ett fel -tolerant kvantdator

Även om framsteg lovar, förblir utmaningen stor. Även om Google nu kunde visa att logiska kvantbitar kan stabiliseras är detta bara det första steget. Nästa milstolpe är att utföra grundläggande aritmetiska operationer med dessa logiska kvantbitar. Det långsiktiga målet är att möjliggöra fel -toleranta beräkningar med en mängd av dessa logiska kvantbitar.

Forskarna är överens om att förbättra felkvoterna för de enskilda kvantbitarna är nyckeln till framsteg. Dessutom är andra, mer effektiva algoritmer tillgängliga för kvantfelkorrigering, vilket möjligen kan leda till en minskning av de erforderliga kvantbitarna. Detta öppnar upp lovande sätt för utveckling av kraftfullare kvantdatorer.