Ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής βασισμένος σε 48 λογικά qubits δημιουργήθηκε στις ΗΠΑ

Technology

Κβαντικός υπολογιστής. Φωτογραφία: Boykov / Shutterstock / Fotodom

Ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ Mikhail Lukin και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν τον πρώτο κβαντικό υπολογιστή στον κόσμο που βασίζεται σε 48 λογικά κβαντικά bit (qubits), ικανό να πραγματοποιεί πολύ περίπλοκους και χρονοβόρους υπολογισμούς λόγω του συστήματος διόρθωσης σφαλμάτων που είναι ενσωματωμένο στα qubits. Τα αποτελέσματα των πρώτων πειραμάτων με αυτό το μηχάνημα αποκαλύφθηκαν σε άρθρο στο επιστημονικό περιοδικό Nature.

«Τα πειράματα που πραγματοποιήσαμε έδειξαν ότι η μετάβαση στη λογική κωδικοποίηση πληροφοριών βελτίωσε σημαντικά την ταχύτητα λειτουργίας των qubits και κατέστησε δυνατή την υπέρβαση των φυσικών ομολόγων τους σε ακρίβεια σε διάφορες δοκιμές. Αυτό το επίτευγμα σηματοδοτεί την αρχή μιας εποχής πρώιμης διόρθωσης σφαλμάτων στα συστήματα κβαντικών υπολογιστών και ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία μεγάλης κλίμακας λογικών κβαντικών επεξεργαστών». – λέει η μελέτη.

Πολλοί φυσικοί τώρα υποθέτουν ότι η περαιτέρω ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών θα απαιτήσει τη δημιουργία συστημάτων ικανών να βρίσκουν και να διορθώνουν αυτόματα τυχαία σφάλματα στη λειτουργία τους. Τέτοιες αστοχίες προκύπτουν αναπόφευκτα στη λειτουργία των qubits, των κβαντικών κυψελών μνήμης και των πρωτόγονων υπολογιστικών μονάδων, ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους με αντικείμενα στον περιβάλλοντα κόσμο, αναφέρει το TASS.

Όπως σημειώνουν εκπρόσωποι του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, αυτές οι τυχαίες αστοχίες στη λειτουργία των κβαντικών υπολογιστών μπορούν να αποφευχθούν χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα λογικά qubits, εικονικά κύτταρα κβαντικής μνήμης που αποτελούνται από πολλά φυσικά qubits συνδεδεμένα μεταξύ τους, για υπολογισμούς. Είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα σφάλματα στη λειτουργία τους να διορθώνονται αυτόματα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή πολύπλοκων και χρονοβόρων υπολογισμών με τη βοήθειά τους.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια προσέγγιση που τους επιτρέπει να δημιουργούν έναν αυθαίρετο αριθμό λογικών qubits, καθώς και να τα συνδέουν μεταξύ τους με οποιονδήποτε τρόπο, χρησιμοποιώντας 280 φυσικά qubits στον πρόσφατα δημιουργημένο πλήρως επαναδιαμορφώσιμο κβαντικό υπολογιστή τους με βάση ψυχρά άτομα ρουβιδίου-87 . Χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση και το υπολογιστικό σύστημα, φυσικοί από τις Ηνωμένες Πολιτείες δημιούργησαν ένα σύνολο 48 λογικών qubits και εφάρμοσαν αρκετούς πολύπλοκους αλγόριθμους στη βάση του.

Οι παρατηρήσεις της απόδοσης του υπολογιστή κατά την εκτέλεση αυτών των αλγορίθμων έδειξαν ότι τα λογικά κβαντικά bit ήταν αρκετές τάξεις μεγέθους, περίπου 100 φορές, ανώτερα από τα φυσικά αντίστοιχα στην ορθότητα των υπολογιστικών πράξεων, και αυτή η διαφορά αυξήθηκε γρήγορα με την αύξηση του αριθμού των qubits. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό ανοίγει το δρόμο για τη δημιουργία ακόμη πιο πολύπλοκων λογικών κβαντικών επεξεργαστών ικανών να λύσουν τα πιο περίπλοκα προβλήματα.

Πηγή

………………………………………………………………………………………………………