Steve Brierley kuantum bilgisayarlarının topluma tam anlamıyla faydalı olabilmesi için önce kapsamlı hata düzeltme tekniklerini uygulaması gerektiğini savunuyor
“Ticari olarak uygulanabilir uygulamaların bulunacağına dair ikna edici hiçbir argüman yok. yapma kuantum hata düzeltme kodlarını ve hataya dayanıklı kuantum hesaplamayı kullanın." Caltech fizikçisi John Preskill bir konuşma sırasında böyle belirtti 2023 sonunda Kaliforniya'daki Q2B23 toplantısında. Oldukça basit bir şekilde, pratik bir kuantum bilgisayarı oluşturmak isteyen herkesin hatalarla başa çıkmanın bir yolunu bulması gerekecek.
Kuantum bilgisayarlar giderek daha güçlü hale geliyor, ancak temel yapı taşları (kuantum bitleri veya kübitler) hataya oldukça açık olduğundan yaygın kullanımlarını sınırlıyor. Daha fazla ve daha iyi kübitlere sahip kuantum bilgisayarları oluşturmak yeterli değil. Kuantum hesaplama uygulamalarının tüm potansiyelini açığa çıkarmak, doğası gereği kararsız kübitleri kontrol edebilen ve sistem hatalarını saniyede 10 milyar kez veya daha fazla kapsamlı bir şekilde düzeltebilen yeni donanım ve yazılım araçları gerektirecektir.
Preskill'in sözleri aslında sözde devrimin doğuşunu haber veriyordu. Kuantum Hata Düzeltme (QEC) dönemi. KK Bu yeni bir fikir değil ve firmalar uzun yıllardır kübitlerde depolanan bilgileri gürültünün neden olduğu hatalardan ve uyumsuzluktan korumak için teknolojiler geliştiriyorlar. Ancak yeni olan, günümüzün gürültülü orta ölçekli cihazlarının (NISQ) klasik süper bilgisayarlardan daha iyi performans gösterebileceği ve şu anda imkansız olan uygulamaları çalıştırabileceği fikrinden vazgeçmektir.
Elbette, Preskill tarafından türetilen bir terim olan NISQ, hata toleransı yolculuğunda önemli bir basamaktı. Ancak kuantum endüstrisi, yatırımcılar ve hükümetler artık hata düzeltmenin kuantum hesaplamanın belirleyici zorluğu olduğunun farkına varmalı.
Zaman meselesi
QEC, yalnızca geçen yıl eşi benzeri görülmemiş bir ilerleme kaydetti. 2023'te Google 17 kübitlik bir sistemin tek bir hatadan, 49 kübitlik bir sistemin ise iki hatadan kurtulabileceğini gösterdi (Tabiat 614 676). Amazon hataları 100 kez bastıran bir çip yayınladı IBM bilim adamları 10 kat daha az kübitle çalışan yeni bir hata düzeltme şeması keşfetti (arXiv: 2308.07915). Daha sonra yıl sonunda, Harvard Üniversitesi'nin kuantum spin-out'u Quera şimdiye kadarki en büyük sayıyı üretti. hata düzeltilmiş kübitler .
Pek çok güvenilmez fiziksel kübiti bir veya daha fazla güvenilir "mantıksal" kübite dönüştüren kod çözme, temel bir QEC teknolojisidir. Bunun nedeni, büyük ölçekli kuantum bilgisayarların, hataların yayılmasını ve hesaplamaları işe yaramaz hale getirmesini durdurmak için her saniye terabaytlarca veri üretecek olması ve bu verilerin elde edildikleri kadar hızlı çözülmesi gerekiyor. Yeterince hızlı çözemezsek, bir durumla karşı karşıya kalacağız. katlanarak artan veri birikimi.
İngiltere'nin ulusal kuantum stratejisi, hepimizin inanabileceği bir plan.
Kendi şirketim Riverlane geçen yıl tanıtıldı dünyanın en güçlü kuantum kod çözücüsü. Kod çözücümüz bu birikmiş sorun sorununu çözüyor ancak hâlâ yapılacak daha çok iş var. Şirket şu anda, bir deney bittikten sonra değil, sürekli ölçüm sonuçları akışlarını geldikçe işleyebilen "akış kod çözücüleri" geliştiriyor. Bu hedefe ulaştığımızda yapılacak daha çok iş var. Kod çözücüler QEC'nin yalnızca bir yönüdür; aynı zamanda kübitleri okumak ve yazmak için yüksek doğrulukta, yüksek hızlı "kontrol sistemlerine" de ihtiyacımız vardır.
Kuantum bilgisayarları ölçeklenmeye devam ettikçe, bu kod çözücü ve kontrol sistemlerinin hatasız mantıksal kübitler üretmek için birlikte çalışması gerekiyor ve Riverlane, 2026 yılına kadar uyarlanabilir veya gerçek zamanlı bir kod çözücü oluşturmayı hedefliyor. Günümüzün makineleri yalnızca birkaç yüz hatasız işlem yapma kapasitesine sahiptir ancak gelecekteki gelişmeler, bir milyon hatasız kuantum işlemini (MegaQuOp olarak bilinir) işleyebilen kuantum bilgisayarlarla çalışacaktır.
Riverlane bu tür çabalarda yalnız değil ve diğer kuantum şirketleri artık QEC'ye öncelik veriyor. IBM daha önce QEC teknolojisi üzerinde çalışmadı, bunun yerine daha fazla ve daha iyi kübitlere odaklandı. Fakat firmanın 2033 kuantum yol haritası IBM'in bu on yılın sonuna kadar, katalizör moleküllerinin işleyişini simüle etmek gibi faydalı hesaplamalar yapabilen 1000 kübitlik bir makine üretmeyi hedeflediğini belirtiyor.
Bu arada Quera, yakın zamanda yol haritasını açıkladı bu aynı zamanda QEC'ye öncelik verirken, İngiltere'nin Ulusal Kuantum Stratejisi 2035 yılına kadar trilyonlarca hatasız işlem gerçekleştirebilecek kuantum bilgisayarları (TeraQuOps) üretmeyi hedefliyor. Diğer ülkeler de benzer planlar yayınladı ve 2035 hedefi ulaşılabilir görünüyor, bunun nedeni kısmen kuantum hesaplama topluluğunun daha küçük, artımlı hedefler koymaya başlaması. aynı derecede iddialı hedefler.
Bir kuantum pazarı için sahneyi hazırlamak: kuantum ticaretinin geldiği nokta ve nasıl gelişebileceği
Birleşik Krallık'ın Ulusal Kuantum Stratejisi konusunda beni gerçekten heyecanlandıran şey, 2028 yılına kadar bir MegaQuOp makinesine sahip olma hedefi. Yine bu gerçekçi bir hedef; hatta MegaQuOp rejimine daha erken ulaşacağımızı bile iddia ediyorum, bu yüzden Riverlane'in QEC çözümü Deltaflow, 2026 yılına kadar bu MegaQuOp makineleriyle çalışmaya hazır olacak. Bir MegaQuOp kuantum bilgisayarı oluşturmak için radikal biçimde yeni bir fiziğe ihtiyacımız yok ve böyle bir makine, kuantum hatalarını daha iyi anlamamıza ve profillememize yardımcı olacaktır.
Bu hataları anladığımızda bunları düzeltmeye başlayabilir ve TeraQuOp makinelerine doğru ilerleyebiliriz. TeraQuOp aynı zamanda değişken bir hedeftir ve hem QEC hem de başka yerlerdeki iyileştirmelerin 2035 hedefinin birkaç yıl önce gerçekleştirilmesine yol açabileceği bir hedeftir.
Kuantum bilgisayarların toplum için yararlı olması yalnızca bir zaman meselesidir. Artık kuantum hata düzeltmesine koordineli bir şekilde odaklandığımıza göre, bu dönüm noktasına er ya da geç ulaşacağız.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/why-error-correction-is-quantum-computings-defining-challenge/
