Một bộ xử lý lượng tử với 48 qubit logic có thể thực thi các thuật toán đồng thời sửa lỗi trong thời gian thực đã được ra mắt tại Mỹ. Nó được tạo ra bởi Mikhail lukin và các đồng nghiệp tại Đại học Harvard, Viện Công nghệ Massachusetts và QuEra. Thành công của họ có thể dẫn đến sự phát triển của máy tính lượng tử cung cấp số lượng lớn qubit logic.

Về nguyên tắc, máy tính lượng tử có thể giải quyết một số vấn đề mà bộ xử lý thông thường không thể tính toán được. Tuy nhiên, các bộ xử lý lượng tử hiện nay rất dễ bị nhiễu bởi tiếng ồn môi trường, phá hủy các trạng thái lượng tử mỏng manh vốn được sử dụng để lưu trữ và xử lý thông tin.

Tính năng sửa lỗi lượng tử giải quyết vấn đề nhiễu bằng cách cho một nhóm qubit (gọi là qubit vật lý) hoạt động cùng nhau dưới dạng một qubit, được gọi là qubit logic. Ý tưởng là thông tin được lưu giữ bởi một qubit logic được trải rộng trên một số qubit vật lý, chúng phối hợp với nhau để xác định và sửa lỗi khi chúng xảy ra.

Có khả năng chống lại lỗi

Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể sử dụng các qubit logic để thay thế các qubit riêng lẻ trong kiến ​​trúc điện toán lượng tử, giúp chúng có khả năng chống lại các lỗi khi chạy thuật toán.

“Chúng tôi đang cố gắng đánh dấu một sự chuyển đổi trong lĩnh vực này, hướng tới việc bắt đầu thử nghiệm các thuật toán với các qubit được sửa lỗi thay vì các qubit vật lý và tạo ra một con đường hướng tới các thiết bị lớn hơn,” giải thích Dolev Bluvstein, ai là tác giả chính của một giấy mô tả công việc. Bài báo đã được chấp nhận để xuất bản trong Thiên nhiên.

Khái niệm này vẫn còn ở giai đoạn đầu và gần đây, các thử nghiệm đã đạt đến cột mốc quan trọng là sử dụng hai qubit logic để vận hành một cổng logic lượng tử duy nhất.

Trong nghiên cứu của họ, đội của Lukin đã khám phá cách có thể tạo ra một hệ thống lớn hơn nhiều bằng cách sử dụng các dãy nguyên tử trung tính. Đây là những lưới nguyên tử rubidium cực lạnh bị giữ lại bằng nhíp quang học. Những nguyên tử này có thể được đưa vào trạng thái Rydberg bị kích thích cao, cho phép các nguyên tử hoạt động như các qubit có thể trao đổi thông tin lượng tử.

Cấu hình lại động

Mảng nguyên tử trung tính đặc biệt phù hợp với kiến ​​trúc qubit logic vì chúng có thể được cấu hình lại một cách linh hoạt trong quá trình tính toán trong khi vẫn bảo toàn thông tin lượng tử của chúng.

Tận dụng những đặc tính này, Lukin và các đồng nghiệp đã tạo ra bộ xử lý lượng tử có thể lập trình dựa trên việc kiểm soát các qubit logic trong mảng nguyên tử trung tính và sử dụng nền tảng của chúng để chạy một loạt thuật toán logic có thể lập trình. Cách tiếp cận của nhóm cho phép họ cải thiện đáng kể kết quả của các thử nghiệm gần đây: mã hóa tới 48 qubit logic, chứa tới 228 cổng logic hai qubit.

Với tính năng sửa lỗi tích hợp, bộ xử lý đã cải thiện đáng kể hiệu suất của các thuật toán do nhóm điều hành. Điều này cho phép họ khám phá một số tính năng quan trọng của hoạt động logic trong máy tính lượng tử. Chúng bao gồm ứng dụng sửa lỗi quy mô lớn trên số lượng lớn qubit cũng như khả năng chống nhiễu và sự không hoàn hảo trong phần cứng lượng tử.

Các nhà khoa học lạc quan rằng nghiên cứu của họ có thể mở đường cho các bộ xử lý lượng tử logic quy mô lớn trong tương lai không xa. Lukin nói: “Tôi nghĩ đây là một trong những thời điểm mà rõ ràng rằng một điều gì đó rất đặc biệt đang đến. “Mặc dù vẫn còn những thách thức phía trước, nhưng chúng tôi hy vọng rằng tiến bộ mới này sẽ đẩy nhanh đáng kể tiến trình hướng tới máy tính lượng tử hữu ích, quy mô lớn.”

Nhóm hiện đang tập trung vào việc chạy một nhóm hoạt động logic đa dạng hơn trên hệ thống của họ.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/quantum-processor-integrates-48-logical-qubits/