Vědci zasáhli kvantovou míru chyb v počítači 0,000015% – úspěch světového rekordu, který by mohl vést k menším a rychlejším strojům
Vědci dosáhli nejnižší míry chyb v kvantové výpočtu, která byla kdy zaznamenána Kvantové počítače.
Ve výzkumu zveřejněném 12. června v časopise APS Fyzikální recenze dopisyVědci prokázali kvantovou chybovou míru 0,000015%, což odpovídá jedné chybě na 6,7 milionu operací.
Tento úspěch představuje zlepšení téměř řádu ve věrnosti i rychlosti v předchozím záznamu přibližně jedné chyby pro každý 1 milion operací – dosaženo stejným týmem v roce 2014.
Prevalence chyb nebo „hluku“ v kvantových operacích může způsobit, že kvantový počítač je zbytečný.
Tento šum pochází z různých zdrojů, včetně nedokonalostí v metodách kontroly (v podstatě problémy s architekturou a algoritmy počítače) a fyzikálních zákonů. Proto se dostalo značné úsilí Korekce kvantové chyby.
Zatímco chyby související s přirozeným právem, jako je dekoherence (přirozený rozpad kvantového stavu) a únik (stav qubit, který vytéká z výpočetního podprostoru), lze snížit pouze v rámci těchto zákonů, pokrok týmu byl dosažen snížením šumu generovaného architekturou počítače a kontrolními metodami téměř nula.
Související: Vědci dělají průlom „Magic State“ po 20 letech – bez něj nemohou být kvantové počítače nikdy užitečné
„Tím, že tato práce drasticky sníží šanci na chybu, výrazně snižuje infrastrukturu potřebnou pro korekci chyb a otevírá cestu pro budoucí kvantové počítače být menší, rychlejší a efektivnější,“ Molly Smithpostgraduální student fyziky na Oxfordské univerzitě a autor spolupráce studie, uvedl v a prohlášení. „Přesná kontrola qubits bude také užitečná pro další kvantové technologie, jako jsou hodiny a kvantové senzory.“
Míra chybových chyb v nízkém výpočtu s nízkým zaznamenáním
Kvantový počítač použitý v experimentu týmu se spoléhal na platformu na míru, která se vyhýbá běžnější architektuře použití fotony jako qubits – Kvantový ekvivalent počítačových bitů – pro qubits vyrobené z „zachycených iontů“.
Studie byla také provedena při teplotě místnosti, což vědci uvedli, že zjednodušuje nastavení potřebné k integraci této technologie do pracovního kvantového počítače.
Zatímco většina kvantových systémů buď nasazuje supravodivé obvody, které se spoléhají na „kvantové tečky“ nebo používají používání laserů-často nazývaných „optické pinzety“-aby držely jediný foton pro provoz jako qubit, tým používal mikrovlny k zachycení řady vápníků-43 iontů na místě.
S tímto přístupem jsou ionty umístěny do hyperjemného stavu „atomových hodin“. Podle studie tato technika umožnila vědcům vytvořit více „kvantových bran“, které jsou analogické s počtem „kvantových operací“, které může počítač provádět, s větší přesností, než jsou povoleny metody založené na fotonu.
Jakmile byly ionty umístěny do stavu hyperjemného atomového hodinového stavu, vědci kalibrovali ionty automatizovaným řízením řízení, který je pravidelně korigoval pro amplitudu a frekvenční drift způsobený metodou mikrovlnné ovládání.
Jinými slovy, vědci vyvinuli algoritmus pro detekci a korekci šumu produkovaného mikrovlnnou troubou používanými k zachycení iontů. Odstraněním tohoto šumu by pak mohl tým provádět kvantové operace se svým systémem při nebo v blízkosti nejnižší možnosti chyb.
Pomocí této metody je nyní možné vyvinout kvantové počítače, které jsou schopny provádět operace s jednou bránou (které provádějí jedinou qubitskou bránu, na rozdíl od brány vyžadující vícenásobné qubits) s téměř nulovými chybami ve velkých měřítcích.
To by mohlo vést k efektivnějším kvantovým počítačům obecně a podle studie dosáhne nové nejmodernější chyby s jednou quitskou bránou a rozpadu všech známých zdrojů chyb, což představuje většinu chyb vytvořených v Operace s jednou bránou.
To znamená, že inženýři, kteří staví kvantové počítače s architekturou zachycených iontu a vývojáři, kteří vytvářejí algoritmy, které na nich běží, nebudou muset věnovat tolik qubitů jedinému účelu korekce chyb.
Snížením chyby nová metoda snižuje počet požadovaných qubitů a nákladů a velikost samotného kvantového počítače, uvedli vědci ve svém prohlášení.
Toto není všelék pro toto odvětví, jak mnoho kvantových algoritmů vyžaduje Multigate qubits Funging spolu nebo vytvořené z jednotlivých qubits k provádění výpočtů nad rámec základních funkcí. Míra chyb ve funkcích dvou quitů je stále zhruba 1 z 2 000.
I když tato studie představuje důležitý krok k praktickému kvantovému výpočtu v užitkovém měřítku, neřeší všechny „hlukové“ problémy spojené s komplexními multigárními qubit systémy.
