کامپیوتر کوانتومی گوگل به نقطه عطف تصحیح خطا رسید

برای کاهش نرخ خطا در کامپیوترهای کوانتومی، گاهی اوقات بیشتر بهتر است و بنابراین کیوبیت های بیشتر، یعنی کارآیی بهتر با خطای کمتر.

به گزارش سیناپرس، بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌هایی که یک کامپیوتر کوانتومی را تشکیل می ‌دهند، مستعد اشتباهاتی هستند که در صورت اصلاح نشدن، ممکن است یک محاسبه را بی‌فایده جلوه دهند.

هدف دانشمندان برای کاهش این میزان خطا، ساخت کامپیوتری است که بتواند خطاهای خود را تصحیح کند. چنین ماشینی می‌ تواند قدرت‌های چند کیوبیت خطاپذیر را در یک کیوبیت بهبودیافته به نام کیوبیت منطقی ترکیب کند که می‌ توان از آن برای انجام محاسبات استفاده کرد.

اکنون دانشمندان به یک نقطه عطف کلیدی در تصحیح خطای کوانتومی رسیده اند. محققان گوگل گزارش دادند که افزایش تعداد کیوبیت ها در یک کیوبیت منطقی می تواند آن را کمتر در معرض خطا قرار دهد.

رایانه‌ های کوانتومی آینده می ‌توانند مشکلات غیرممکن را حل کنند.به گزارش سیناپرس، برای ساخت این ماشین‌ های کوانتومی قدرتمند، محققان دریافتند که باید از تصحیح خطا برای کاهش چشمگیر نرخ خطا استفاده کنند.

در حالی که دانشمندان قبلاً معتقد بودند:می توانند خطاهای ساده را در رایانه های کوانتومی در مقیاس کوچک شناسایی و تصحیح کنند، تصحیح خطا هنوز در مراحل اولیه خود است.

جولیان کلی (Julian Kelly) فیزیکدان ز هوش مصنوعی کوانتومی گوگل، در خبری گفت: پیشرفت جدید به این معنا نیست که محققان آماده ساخت یک کامپیوتر کوانتومی کاملاً تصحیح شده با خطا هستند، اما نشان می ‌دهد که واقعاً ممکن است، اصلاح خطا اساساً عملی باشد.  

کیوبیت های منطقی اطلاعات را به صورت اضافی در چند کیوبیت فیزیکی ذخیره می کنند. این افزونگی به رایانه کوانتومی اجازه می ‌دهد تا بررسی کند که آیا اشتباهی رخ داده است یا خیر و آن‌ها را به سرعت برطرف کند. در حالت ایده آل، هر چه کیوبیت منطقی بزرگتر باشد، میزان خطا باید کمتر باشد. اما اگر کیوبیت های اصلی بیش از حد معیوب باشند، اضافه کردن تعداد بیشتری از آنها باعث ایجاد مشکلات بیشتر از حل آن می شود.

محققان با استفاده از تراشه کوانتومی Sycamore گوگل، دو اندازه مختلف کیوبیت منطقی را مطالعه کردند که یکی از ۱۷ کیوبیت و دیگری ۴۹ کیوبیت بود. پس از بهبود مستمر در عملکرد کیوبیت‌های فیزیکی اصلی که دستگاه را تشکیل می ‌دهند، محققان خطاهایی را که از بین می ‌رفتند محاسبه کردند.

محققان دریافتند: کیوبیت منطقی بزرگتر دارای نرخ خطای کمتری است، حدود ۲٫۹ درصد در هر دور تصحیح خطا، در مقایسه با نرخ کوبیت منطقی کوچکتر که حدود ۳ درصد است. این پیشرفت کوچک نشان می ‌دهد که دانشمندان در نهایت به سمتی می ‌روند که در آن تصحیح خطا می ‌تواند با بزرگ‌شدن خطاها را از بین ببرد.

به گزارش سیناپرس، یک شبیه ‌سازی رایانه ‌ای از عملکرد رایانه کوانتومی نشان می ‌دهد که اگر اندازه کیوبیت منطقی حتی بیشتر شود، میزان خطای آن در واقع بدتر می‌ شود. بهبود بیشتری در کیوبیت های معیوب اصلی لازم است تا دانشمندان بتوانند واقعاً از مزایای تصحیح خطا استفاده کنند.

شرح کامی این گزارش در آخرین شماره مجله تخصصی Nature منتشر شده است.

مترجم: محسن فلاحی پناه

No tags for this post.