Atom Computing siger, at dens nye kvantecomputer har over 1,000 Qubits

Atom Computing siger, at dens nye kvantecomputer har over 1,000 Qubits

Tidsstempel: 25. oktober 2023 kl. 3
Kildeknude: 2349307

Omfanget af kvantecomputere vokser hurtigt. I 2022, IBM tog førstepladsen med sin 433-qubit Osprey-chip. I går, Atom Computing annonceret de har forbedret IBM med en 1,180-qubit neutral atom kvantecomputer.

Den nye maskine kører på et lille gitter af atomer, der holdes på plads og manipuleres af lasere i et vakuumkammer. Virksomhedens første 100-qubit prototype var et 10 x 10 gitter af strontiumatomer. Det nye system er et 35 x 35 gitter af ytterbium atomer (vist ovenfor). (Maskinen har plads til 1,225 atomer, men Atom har indtil videre kørt test med 1,180.)

Kvantecomputerforskere arbejder på en række qubits – kvanteækvivalenten af ​​bits repræsenteret af transistorer i traditionel databehandling – inklusive små superledende ledningsløkker (Google og IBM), fangede ioner (IonQ) og fotoner, blandt andre. Men Atom Computing og andre virksomheder, som QuEra, mener, at neutrale atomer - det vil sige atomer uden elektrisk ladning - har større potentiale til at skalere.

Dette skyldes, at neutrale atomer kan opretholde deres kvantetilstand længere, og de er naturligt rigelige og identiske. Superledende qubits er mere modtagelige for støj og produktionsfejl. Neutrale atomer kan også pakkes tættere ind i det samme rum, da de ikke har nogen ladning, der kan forstyrre naboer og kan styres trådløst. Og neutrale atomer giver mulighed for en stuetemperaturopsætning i modsætning til de næsten absolutte nultemperaturer, der kræves af andre kvantecomputere.

Virksomheden kan have fat i noget. De har nu øget antallet af qubits i deres maskine med en størrelsesorden på kun to år og tror, ​​de kan gå længere. I en video, der forklarer teknologien, siger Atom CEO Rob Hays, at de ser "en vej til at skalere til millioner af qubits på mindre end en kubikcentimeter."

"Vi tror, ​​at mængden af ​​udfordringer, vi skulle stå over for for at gå fra 100 til 1,000, sandsynligvis er betydeligt højere end mængden af ​​udfordringer, vi står over for, når vi går til det, vi vil gå til næste gang - 10,000, 100,000," Atom-medstifter og CTO Ben Bloom fortalt Ars Technica.

Men skala er ikke alt.

Kvantecomputere er ekstremt kræsne. Qubits kan slås ud af kvantetilstande af herreløse magnetiske felter eller gaspartikler. Jo mere dette sker, jo mindre pålidelige er beregningerne. Hvor skalering fik stor opmærksomhed for et par år siden, er fokus flyttet til fejlkorrektion i service of scale. Atom Computings nye computer er faktisk større, men ikke nødvendigvis mere kraftfuld. Det hele kan endnu ikke bruges til at køre en enkelt beregning, for eksempel på grund af akkumulering af fejl, når qubit-antallet stiger.

Der har dog for nylig været bevægelser på denne front. Tidligere i år demonstrerede virksomheden mulighed for at kontrollere for fejl midt i beregningen og potentielt rette disse fejl uden at forstyrre selve beregningen. De skal også holde fejl på et minimum samlet set ved at øge deres qubits pålidelighed. Rudmærkede papirer, hver viser opmuntrende fremskridt in lav-fejl tilgange til neutral atom quantum computing, giv nyt liv til bestræbelsen. At reducere fejl kan til dels være et teknisk problem, der kan løses med bedre udstyr og design.

"Det, der har holdt neutrale atomer tilbage, indtil disse papirer er blevet offentliggjort, har bare været alle de klassiske ting, vi bruger til at kontrollere de neutrale atomer," sagde Bloom. "Og hvad det i bund og grund har vist er, at hvis du kan arbejde med de klassiske ting - arbejde med ingeniørfirmaer, arbejde med laserproducenter (hvilket er noget, vi gør) - kan du faktisk presse al den støj ned. Og nu står du pludselig tilbage med dette utroligt, utroligt rene kvantesystem."

Ud over fejlkorrektion i neutrale atom kvantecomputere, IBM annoncerede i år, at de har udviklet fejlkorrektionskoder til kvanteberegning der kunne reducere antallet af nødvendige qubits med en størrelsesorden.

Alligevel, selv med fejlkorrektion, vil storskala, fejltolerante kvantecomputere have brug for hundredtusindvis eller millioner af fysiske qubits. Og andre udfordringer - såsom hvor lang tid det tager at bevæge sig og indvikle et stadigt større antal atomer - eksisterer også. Bedre forståelse og arbejde med at løse disse udfordringer er grunden til, at Atom Computing jagter skala på samme tid som fejlkorrektion.

I mellemtiden kan den nye maskine bruges på mindre problemer. Bloom sagde, at hvis en kunde er interesseret i at køre en 50-qubit-algoritme - virksomheden sigter mod at tilbyde computeren til partnere næste år - ville de køre den flere gange ved at bruge hele computeren for hurtigere at komme frem til et pålideligt svar.

I et felt af giganter som Google og IBM er det imponerende, at en startup har skaleret deres maskiner så hurtigt. Men Atom Computings 1,000-qubit-mærke vil sandsynligvis ikke stå alene længe. IBM er planlægger at færdiggøre sin 1,121-qubit Condor-chip senere på året. Virksomheden forfølger også en modulær tilgang - ikke ulig de multi-chip processorer, der er almindelige i bærbare computere og telefoner - hvor skalering opnås ved at forbinde mange mindre chips.

Vi er stadig i begyndende stadier af kvanteberegning. Maskinerne er nyttige til forskning og eksperimenter, men ikke praktiske problemer. Flere tilgange, der gør fremskridt i skala- og fejlkorrektion – to af feltets store udfordringer – er opmuntrende. Hvis det momentum fortsætter i de kommende år, kan en af ​​disse maskiner endelig løse det første nyttige problem, som ingen traditionel computer nogensinde kunne.

Billedkredit: Atom Computing

Tidsstempel:

Mere fra Singularitet Hub