Výskumníci z Amazon Web Services dosiahli významný pokrok v oblasti kvantových počítačov, inšpirovaný slávnym myšlienkovým experimentom Erwina Schrödingera. Ich nová technológia, využívajúca takzvané "bosonic cat qubits", môže výrazne zlepšiť schopnosť kvantových počítačov opravovať chyby, čo je kľúčové pre ich praktické využitie.
Štúdia, publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Nature, predstavuje kvantový systém, ktorý vyžaduje menej hardvérových komponentov na dosiahnutie kvantovej korekcie chýb než doterajšie návrhy. Tento prielom by mohol urýchliť vývoj praktických kvantových počítačov. Kvantové počítače sú známe svojou náchylnosťou na chyby, čo obmedzuje ich potenciál prekonať klasické počítače v určitých úlohách. Kvantová korekcia chýb je metóda, ktorá pomáha znižovať tieto chyby rozdelením informácií medzi viacero qubitov (kvantových bitov). To umožňuje identifikáciu a opravu chýb bez narušenia samotného výpočtu.
Tím vedený Haraldom Puttermanom využil typ qubitu nazývaný "qubit bosonickej mačky". Tieto qubity sú na hardvérovej úrovni vysoko odolné voči jednému typu chyby (bitové prevrátenie), ale náchylnejšie na iný typ (fázové preklopenie). Táto vlastnosť umožňuje výskumníkom navrhnúť efektívnejšie kvantové kódy na opravu chýb, ktoré sa zameriavajú len na riešenie chýb fázového preklopenia. Výsledkom je systém, ktorý dokáže potlačiť chyby z 1,75% na 1,65% za cyklus pomocou kódu na opravu chýb s piatimi cat qubitmi. Pre porovnanie, dosiahnutie podobného potlačenia chýb v predchádzajúcich systémoch vyžadovalo desiatky dodatočných qubitov.
Putterman a jeho kolegovia demonštrovali tento koncept na supravodivom kvantovom obvodovom zariadení. Ich výsledky naznačujú, že použitie bosonických mačacích qubitov môže byť efektívnym spôsobom, ako dosiahnuť kvantový výpočet odolný voči chybám. Autori štúdie sú optimistickí ohľadom potenciálu tohto systému škálovať sa efektívne. Priznávajú však, že je potrebná ďalšia optimalizácia na zlepšenie výkonu na úroveň, ktorá by umožnila praktické aplikácie kvantových výpočtov.
Tento výskum predstavuje významný krok vpred v oblasti kvantových výpočtov. Zníženie hardvérových nárokov na kvantovú korekciu chýb môže urýchliť vývoj praktických kvantových počítačov a priblížiť nás k realizácii ich plného potenciálu.
Názov štúdie, "Hardvérovo efektívna kvantová korekcia chýb prostredníctvom zreťazených bosonických qubitov", odráža jej zameranie na efektívnosť a praktickosť. Tento prístup by mohol otvoriť nové možnosti pre kvantové výpočty v rôznych oblastiach, od kryptografie až po simulácie komplexných chemických reakcií.
Hoci je ešte potrebné prekonať mnoho výziev, tento výskum ukazuje, že kvantové počítače sa stávajú čoraz reálnejšou možnosťou. S každým takýmto pokrokom sa približujeme k éra, v ktorej kvantové výpočty môžu revolučne zmeniť spôsob, akým riešime niektoré z najnáročnejších výpočtových problémov sveta.
Zdroj: Phys.org,
Zdroj obrázkov: Perplexity AI,
Pridať nový komentár