IQT'nin "Journal Club"ı, güncel bir kuantum teknolojisi araştırma makalesinin ayrıntılarını içeren ve bunun kuantum ekosistemi üzerindeki etkilerini tartışan haftalık bir makale dizisidir. Bu hafta çok tartışılan konulara odaklanıyoruz Doğa kağıdı Harvard Üniversitesi, MIT, Maryland Üniversitesi/NIST ve QuEra'daki araştırmacılar tarafından, basında belirtildiği üzere "paralel olarak 99.5 nötr atom kübitinde benzeri görülmemiş %60 aslına uygunlukla iki kübitli dolaşma kapılarını başarılı bir şekilde gösteren" hata düzeltmeye bakarak yayınlandı. yakın zamanda yayınlanacağı duyuruldu. 

Kuantum hata düzeltme ve mantıksal kuantum işlemciler alanındaki son gelişmeler sayesinde, kuantum hesaplama alanı bir atılımın eşiğinde. Bu Yeni bir çalışma Kuantum teknolojisinin en büyük oyuncularından bazılarının (MIT, Harvard Üniversitesi, NIST/Maryland Üniversitesi ve QuEra) kuantum hesaplamadaki en zorlu zorluklardan biri olan büyük ölçekli sistemlerde hata düzeltmenin çözümünde önemli bir ileri adımın habercisidir.

Kuantum Hata Düzeltmenin Önemi

Kuantum hesaplama, belirli karmaşık sorunları çözmede klasik bilgisayarlardan daha iyi performans göstermeyi vaat ediyor. Ancak bu potansiyelin büyük ölçekte hayata geçirilmesi, fiziksel cihazlarla ulaşılması zor bir hedef olan son derece düşük oranda kapı hatası gerektirir. Çözüm, mantıksal bir kübitin bilgilerinin birden fazla yedekli fiziksel kübite yayılmasını içeren kuantum hata düzeltmesinde (QEC) yatıyor. Bu yedeklilik, bazı fiziksel kübitler arızalansa bile sistemin bütünlüğünü korumasına olanak tanır. Teorik olarak bu, yeterli kübit ve yeterince düşük fiziksel hata oranlarıyla mantıksal bir kübitin yüksek doğrulukla çalışabileceği ve büyük ölçekli algoritmaların önünü açabileceği anlamına gelir.

Kavramsal çekiciliğine rağmen, kullanışlı QEC'nin pratikte uygulanması, kendi zorluklarını da beraberinde getirir. Bunlar arasında, ihtiyaç duyulan fiziksel kübit sayısındaki önemli ek yük ve yerel olmayan mantıksal serbestlik dereceleri arasındaki kapı işlemlerinin karmaşıklığı yer alıyor.

Kuantum İşlemci Kurulumu

Bu yeni çalışma, bu engellerin üstesinden gelen programlanabilir bir kuantum işlemciyi tanıtıyor. İşlemci, yeniden yapılandırılabilir nötr atom dizilerindeki mantıksal kübitler üzerinde mantıksal düzeyde kontrole dayanmaktadır. 280'e kadar fiziksel kübit içerir ve büyük kodlara ölçeklendirme, hata toleransı ve karmaşık devrelerin uygulanması dahil olmak üzere QEC'nin çeşitli temel yönlerini gösterir.

Bu mantıksal işlemcinin mimarisi özellikle ustacadır. Üç bölgeye ayrılmıştır: yoğun kübit depolaması için bir depolama bölgesi, mantıksal kübit kodlaması ve geçit işlemleri için bir dolaşma bölgesi ve mantıksal veya fiziksel kübitlerin orta devre okunması için bir okuma bölgesi. Bu tasarım, verimli kontrol sağlar ve hesaplama süreci boyunca tutarlılığı korumak için çok önemli olan dolaşıklık kapısı hatalarını en aza indirir.

Hata Düzeltme Sonuçları

Bu işlemcinin dikkate değer başarılarından biri, yüzey kodu mesafesini ölçeklendirerek geliştirilmiş performansa sahip iki kübitlik bir mantık kapısının başarılı bir şekilde gösterilmesidir. Aynı zamanda, mantıksal GHZ durumlarının (birden fazla parçacığın, ne kadar uzakta olursa olsun, her bir parçacığın durumunun diğerlerinden bağımsız olarak tanımlanamayacağı şekilde bağlandığı özel bir kuantum durumu) hataya dayanıklı oluşturulmasını da başardı. dolaşıklık ışınlanması ve 40 renk kodu kübitinin çalışması. Daha karmaşık gösterimlerde işlemci, hiperküp bağlantısıyla dolaşmış 48'e kadar mantıksal kubit içeren örnekleme devreleri gerçekleştirdi; bu da mantıksal kodlamanın algoritmik performansı önemli ölçüde iyileştirdiğini gösterdi.

Bu ilerlemeler sadece teorik başarılar değildir. Erken hata düzeltmeli kuantum hesaplamada pratik bir uygulamayı temsil ediyorlar ve büyük ölçekli mantıksal işlemcilere giden yolu çiziyorlar. Bu gelişme, kuantum teknolojisi için büyük önem taşıyor çünkü hataları etkili bir şekilde yönetirken kuantum hesaplamayı ölçeklendirmenin uygun bir yolunu gösteriyor. Bunun sonuçları çok büyük ve potansiyel olarak bizi klasik bilgisayarların ulaşamayacağı sorunların üstesinden gelebilecek kuantum bilgisayarların gerçekleştirilmesine daha da yaklaştırıyor.

Kenna Hughes-Castleberry, Inside Quantum Technology'nin Genel Yayın Yönetmeni ve JILA'nın (Colorado Boulder Üniversitesi ile NIST ortaklığı) Bilim İletişimcisidir. Yazma ritimleri arasında derin teknoloji, kuantum hesaplama ve yapay zeka yer alıyor. Çalışmaları Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica ve daha birçok dergide yer aldı.

Etiketler:

• 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://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-look-on-simulation-of-molecular-materials/