Kendi kendini düzelten kuantum bilgisayarlar elinizin altında mı?

Kuantum bilgisayarlar, günümüzün en hızlı süper bilgisayarlarının bile ulaşamayacağı hızlara ve verimliliklere ulaşmayı vaat ediyor. Ancak kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarların aksine, kodlanmış verileri tekrar tekrar kopyalayarak hataları düzeltemez. Bu kendi kendini düzeltememe nedeniyle, teknoloji çok fazla ölçek büyütme ve ticarileşme görmedi.

Şimdi bir kağıt Doğa bir gösterir Harvard Üniversitesi Kuantum hesaplama platformunun, kuantum hata düzeltmesi olarak bilinen uzun süredir devam eden sorunu çözme potansiyeli. Çalışma, Harvard, MIT ve Boston merkezli QuEra Computing'deki araştırmacıların işbirliğiyle yapıldı. Makalenin yazarlarından biri olan Harvard'dan Dolev Bluvstein, yakın zamanda ABD Ulusal Bilim Vakfı'ndandı. Lisansüstü Araştırma Görevlisi. Araştırma aynı zamanda NSF aracılığıyla da sürüyor. Ultra Soğuk Atomlar için Fizik Sınırları Merkezi.

Son birkaç yıla yayılan bir çabayla Harvard platformu, çok soğuk, lazerle hapsedilmiş rubidyum atomlarından oluşan bir dizi üzerine inşa edildi. Her atom, son derece hızlı hesaplamalar gerçekleştirebilen bir bit, yani bir “kübit” gibi davranır.

Ekibin başlıca yeniliği, “dolanıklık” adı verilen, atomları hareket ettirip bağlayarak düzenini değiştirecek şekilde “nötr atom dizisini” yapılandırmaktır. İki kubitlik mantık kapıları adı verilen atom çiftlerini dolaştıran işlemler, hesaplama gücü birimleridir.

Kuantum bilgisayarda karmaşık bir algoritmayı çalıştırmak birçok kapı gerektirir. Bununla birlikte, bu kapı operasyonları herkesin bildiği gibi hataya açıktır ve hataların birikmesi algoritmayı işe yaramaz hale getirir.

Makalede ekip, iki kubitlik dolaşıklık kapılarının son derece düşük hata oranlarıyla neredeyse kusursuz performansını rapor ediyor. Araştırmacılar ilk kez %0,5'in altındaki hata oranlarıyla atomları dolaşıklaştırma yeteneğini gösterdiler. Operasyon kalitesi açısından bu, teknolojinin performansını süper iletken kübitler ve tuzaklanmış iyon kübitleri gibi diğer önde gelen kuantum hesaplama platformlarıyla aynı seviyeye getiriyor.

Bununla birlikte yaklaşımın, büyük sistem boyutları, verimli kübit kontrolü ve atomların düzenini dinamik olarak yeniden yapılandırma yeteneği nedeniyle bu rakiplere göre büyük avantajları var.