مخطط لـ Qubits المتسامحة مع الأخطاء: صمم العلماء في Forschungszentrum Jülich وجامعة RWTH Aachen دائرة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية محمية بشكل طبيعي من الأخطاء الشائعة

الصفحة الرئيسية > صحافة > مخطط للكيوبتات المقاومة للأخطاء: صمم العلماء في Forschungszentrum Jülich وجامعة RWTH Aachen دائرة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية محمية بشكل طبيعي من الأخطاء الشائعة

تطبيق الأجهزة المقترح لرمز QEC. تتكون الدائرة من تقاطعات جوزيفسون مقترنة بدوار ، مظلل باللون الأحمر. Rymarz et al. ، Phys Rev X (2021) https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011032 (CC BY 4.0)

تطبيق الأجهزة المقترح لرمز QEC. تتكون الدائرة من تقاطعات جوزيفسون مقترنة بدوار ، مظلل باللون الأحمر. الإئتمان
Rymarz وآخرون ، Phys Rev X (2021) ، https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.011032 (CC BY 4.0)

المستخلص:
يعد بناء كمبيوتر كمي عالمي مهمة صعبة بسبب هشاشة البتات الكمومية أو الكيوبتات باختصار. للتعامل مع هذه المشكلة ، تم تطوير أنواع مختلفة من تصحيح الخطأ. تقوم الطرق التقليدية بذلك عن طريق تقنيات التصحيح النشطة. في المقابل ، اقترح باحثون بقيادة البروفيسور ديفيد ديفينسينزو من Forschungszentrum Jülich وجامعة RWTH Aachen ، جنبًا إلى جنب مع شركاء من جامعة بازل و QuTech Delft ، تصميمًا لدائرة مع تصحيح الخطأ السلبي. مثل هذه الدائرة ستكون بالفعل محمية من الأخطاء بطبيعتها ويمكن أن تسرع بشكل كبير بناء كمبيوتر كمي مع عدد كبير من الكيوبتات.

مخطط للكيوبتات المقاومة للأخطاء: صمم العلماء في Forschungszentrum Jülich وجامعة RWTH Aachen دائرة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية محمية بشكل طبيعي من الأخطاء الشائعة

يوليش ، ألمانيا | نُشر في 19 فبراير 2021

من أجل تشفير المعلومات الكمومية بطريقة موثوقة ، عادة ، يتم الجمع بين عدة كيوبتات غير كاملة لتكوين ما يسمى بالكيوبت المنطقي. وبالتالي ، فإن رموز تصحيح الخطأ الكمي ، أو رموز QEC لفترة قصيرة ، تجعل من الممكن اكتشاف الأخطاء وتصحيحها لاحقًا ، بحيث يتم الاحتفاظ بالمعلومات الكمية على مدى فترة زمنية أطول.

من حيث المبدأ ، تعمل التقنيات بطريقة مشابهة لإلغاء الضوضاء النشط في سماعات الرأس: في الخطوة الأولى ، يتم اكتشاف أي خطأ. بعد ذلك ، يتم إجراء عملية تصحيحية لإزالة الخطأ واستعادة المعلومات إلى شكلها الأصلي النقي.

ومع ذلك ، فإن تطبيق مثل هذا التصحيح النشط للخطأ في الكمبيوتر الكمومي معقد للغاية ويأتي مع استخدام مكثف للأجهزة. عادةً ما تكون هناك حاجة إلى إلكترونيات معقدة لتصحيح الأخطاء لكل كيوبت ، مما يجعل من الصعب بناء دوائر بها العديد من الكيوبتات ، كما هو مطلوب لبناء كمبيوتر كمي عالمي.

من ناحية أخرى ، فإن التصميم المقترح لدائرة فائقة التوصيل لديه نوع من تصحيح الخطأ المدمج. تم تصميم الدائرة بطريقة تجعلها محمية بطبيعتها ضد الضوضاء البيئية مع استمرار إمكانية التحكم فيها. وبالتالي يتجاوز المفهوم الحاجة إلى التثبيت النشط بطريقة عالية الكفاءة للأجهزة ، وبالتالي سيكون مرشحًا واعدًا لمعالج كمي واسع النطاق في المستقبل يحتوي على عدد كبير من الكيوبتات.

"من خلال تنفيذ الدوران - جهاز ذو منفذين يقرن التيار في أحد المنافذ بالجهد على الآخر - بين جهازين فائقين التوصيل (ما يسمى تقاطعات جوزيفسون) ، يمكننا التنازل عن مطلب اكتشاف الخطأ النشط والاستقرار: عند التبريد ، قال مارتن ريمارز ، طالب دكتوراه في مجموعة ديفيد ديفينسينزو والمؤلف الأول للورقة البحثية ، التي نُشرت في مجلة Physical Review X: "إن الكيوبت محمي بطبيعته من أنواع الضوضاء الشائعة".

"آمل أن يلهم عملنا الجهود في المختبر ؛ قال ديفيد ديفينسينزو ، المدير المؤسس لمعهد جارا للمعلومات الكمومية في جامعة آر دبليو تي أتش آخن ومدير معهد الإلكترونيات النانوية النظرية (PGI- إنني أدرك أن هذا ، مثل العديد من مقترحاتنا ، قد يكون سابقًا لعصره قليلاً). 2) في Forschungszentrum Jülich. "ومع ذلك ، نظرًا للخبرة المهنية المتاحة ، فإننا ندرك إمكانية اختبار اقتراحنا في المختبر في المستقبل المنظور".

يعتبر David DiVincenzo رائدًا في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية. من بين أشياء أخرى ، يرتبط اسمه بالمعايير التي يجب أن يستوفيها الكمبيوتر الكمومي ، ما يسمى بـ "معايير DiVincenzo".

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
توبياس شلوسر
+49 246

تضمين التغريدة

حقوق النشر © Forschungszentrum Jülich

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: