(Зображення: Йорг Греуель/Getty Images)
Дослідники виявили спосіб пришвидшити квантову корекцію помилок (QEC) до 100 разів — стрибок, який може значно скоротити час, необхідний квантовим комп'ютерам для вирішення складних задач.
Ця техніка, що називається алгоритмічною відмовостійкістю (AFT), реструктуризує квантові алгоритми таким чином, щоб вони могли виявляти та виправляти помилки на льоту, а не зупинятися для виконання перевірок через фіксовані проміжки часу.
Вам може сподобатися
-
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
-
«Як майстер гри в тетріс»: вчені винаходять квантові віртуальні машини — вони скоротять час виконання з днів до годин
-
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
У електронному листі до Live Science Юваль Богер, головний комерційний директор QuEra, заявив, що результати знаменують собою «важливу віху на шляху до практичних, великомасштабних квантових комп’ютерів», а випробування апаратного забезпечення, ймовірно, відбудуться «протягом наступного року або двох».
«Практичні відмовостійкі квантові обчислення вимагають як масштабованого обладнання, так і ефективної корекції помилок. AFT безпосередньо вирішує питання ефективності, усуваючи основне вузьке місце», — сказав Богер. «Хоча ми ще не досягли повноцінних відмовостійких систем, цей результат значно просуває часові рамки, показуючи, що величезні накладні витрати, які колись передбачалися, не є неминучими».
Що таке відмовостійкі квантові обчислення?
Квантові комп'ютери теоретично можуть обробляти інформацію швидше, ніж навіть найпотужніші сучасні суперкомп'ютери, які самі по собі на порядок потужніші за топові ПК.
Проблема полягає в тому, що кубіти, квантовий еквівалент класичних комп'ютерних бітів, є відомими своєю крихкістю. Щоб виконати надійний розрахунок, кубіти повинні підтримувати делікатний квантовий стан, відомий як «когерентність», достатньо довго, щоб обробити інформацію. Навіть найменше порушення навколишнього середовища — будь то тепло, шум чи електричні перешкоди — може порушити цей стан. Коли це трапляється, будь-яка інформація, що міститься в кубіті, знищується.
Відмовостійкі квантові обчислення дозволяють квантовим системам виконувати довші та складніші обчислення без перешкод. Зазвичай вони спираються на технології квантових обчислень (QEC), такі як логічні кубіти, які захищають інформацію, обмінюючись одними й тими ж даними між багатьма фізичними кубітами — часто атомами, іонами або надпровідними ланцюгами.
Оскільки безпосереднє вимірювання кубіта безпосередньо руйнує його квантовий стан, QEC гарантує, що помилки можна виявляти та виправляти без руйнування закодованої інформації. Однак це також додає багато обчислювальних витрат, оскільки передбачає вставку перевірок на помилки через регулярні проміжки часу.
AFT працює по-іншому, натомість реструктуризуючи квантові алгоритми таким чином, щоб виявлення помилок було вбудовано в сам процес обчислення.
Вам може сподобатися
-
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
-
«Як майстер гри в тетріс»: вчені винаходять квантові віртуальні машини — вони скоротять час виконання з днів до годин
-
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
«Замість того, щоб вимагати десятків повторень на операцію, може бути достатньо лише однієї перевірки на логічний крок», – сказав Богер виданню Live Science. «Це прорив, оскільки він значно зменшує накладні витрати на виправлення помилок, а це означає, що квантові комп’ютери можуть виконувати корисні обчислення з набагато меншим обладнанням і набагато швидшим часом виконання».
Чому AFT та системи нейтральних атомів працюють разом
Представники QuEra заявили, що квантові комп'ютери на нейтральних атомах можуть бути особливо підходящими для AFT. Вони зберігають квантову інформацію в окремих атомах, які утримуються на місці та контролюються точно налаштованими лазерними променями, забезпечуючи вбудовану гнучкість, яка дозволяє переміщувати кубіти за потреби.
«У цих системах будь-який атом можна перемістити для взаємодії з будь-яким іншим, а це означає, що вони не обмежені фіксованою проводкою, як надпровідні кубіти. Ця гнучкість «від усіх до всіх» є природним відповідником відмовостійких схем», – сказав Богер. Він додав, що вони підтримують паралельні операції, тобто ви можете давати однакові інструкції кільком кубітам одночасно. Якщо один з них помиляється, помилка ізолюється і не поширюється на решту системи.
Машини на нейтральних атомах також працюють за кімнатної температури, уникаючи складності та витрат, пов'язаних з екстремальним кріогенним охолодженням. «У сукупності — гнучкість, одночасна робота та простіша інфраструктура — нейтральні атоми мають унікальне розташування, щоб скористатися перевагами алгоритмічної відмовостійкості, хоча інші платформи також можуть отримати від цього користь», — сказав Богер.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
—Квантовий інтернет стає ближчим завдяки новому чіпу — він допомагає передавати квантові сигнали через реальні волоконно-оптичні кабелі
— Крихітний кріогенний пристрій зменшує теплові викиди квантового комп'ютера в 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
— Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Коли дослідники застосували AFT до моделювання архітектури нейтральних атомів QuEra, вони виявили, що це скоротило час та обчислювальні ресурси, необхідні для виправлення помилок, від 10 до 100 разів, залежно від алгоритму.
Таке прискорення може зробити квантові комп'ютери достатньо швидкими для вирішення реальних проблем, які раніше вважалися недосяжними, сказав Богер.
«Уявіть собі алгоритм для оптимізації глобальних маршрутів морських контейнерів. Такий алгоритм оптимізації може вимагати місяця роботи на майбутньому квантовому комп’ютері з корекцією помилок. На момент завершення роботи алгоритму умови змінюються, і тому результати більше не є корисними. За допомогою цього нового методу той самий розрахунок потенційно можна буде завершити менш ніж за день, перевівши його з теоретичної на практичну корисність».
Оуен Хьюз
Оуен Г'юз — позаштатний письменник і редактор, що спеціалізується на даних і цифрових технологіях. Раніше він був старшим редактором у ZDNET, і Оуен пише про технології вже понад десять років, протягом яких він висвітлював усе: від штучного інтелекту, кібербезпеки та суперкомп'ютерів до мов програмування та ІТ у державному секторі. Оуена особливо цікавить перетин технологій, життя та роботи — на своїх попередніх посадах у ZDNET та TechRepublic він багато писав про бізнес-лідерство, цифрову трансформацію та динаміку віддаленої роботи, що розвивається.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
«Як майстер гри в тетріс»: вчені винаходять квантові віртуальні машини — вони скоротять час виконання з днів до годин
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
Зустрічайте «неглектони»: раніше недооцінені частинки, які можуть революціонізувати квантові обчислення
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
Науковий прорив призводить до створення «флуоресцентного біологічного кубіта» — це може означати перетворення ваших клітин на квантові сенсори
Найновіше в галузі обчислювальної техніки
Квантовий рекорд побитий: вчені створили мамонтову систему з 6000 кубітів — і вона працює за кімнатної температури
Історія науки: Винахід транзистора започаткував еру обчислювальної техніки — 3 жовтня 1950 року
Microsoft представляє нові комп'ютерні чіпи з рідинним охолодженням — вони можуть запобігти сильному перегріву центрів обробки даних зі штучним інтелектом
Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Квантовий інтернет стає ближчим завдяки новому чіпу — він допомагає передавати квантові сигнали через реальні волоконно-оптичні кабелі
Прощавай, комп'ютерна миша? Вчені стверджують, що нові дивні конструкції можуть зменшити травми зап'ястя.
Останні новини
Комети Леммон та SWAN досягають своєї яскравості цього тижня
Відроджені мікроби вічної мерзлоти викидають CO2, вчені створили ілюзію, що «порушує теорію відносності», а телескоп Джеймса Вебба помітив щось «захопливе», що вибухає з чорної діри M87*
ALMA та JWST розкривають головну таємницю зореутворення: космічне фото тижня
Виявлено «перемикач» метану в Північному Льодовитому океані, який сприяв швидкому глобальному потеплінню
Місія NASA вартістю 20 мільйонів доларів для відвідування астероїда «Бог Хаосу» врятована від скорочення бюджету завдяки рішенню в останню хвилину
У пустелі Синай знайшли єгипетську військову фортецю віком 3500 років зі стародавніми печами та скам'янілим тістом
ОСТАННІ СТАТТІ
1Подвійне попередження про комету! Комети Леммон та SWAN досягнуть своєї яскравості цього тижня — ось як їх помітити
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
