Silicon Quantum Computing İlk Kez Yüzde 99 Doğruluk Elde Etti

Standart bilgisayar çipleriyle aynı ham maddelerden yapılan kuantum bilgisayarlar açık bir umut vaat ediyor, ancak şimdiye kadar yüksek hata oranlarıyla mücadele ettiler. Bu chan için ayarlanmış görünüyorge yeni araştırma gösterisinden sonraed silikon kübitler artık popüler bir hata düzeltme kodunu çalıştıracak kadar doğru.

Bugün tüm manşetleri toplayan kuantum bilgisayarlar, Google ve IBMveya IonQ ve Honeywell. Ancak etkileyici başarılarına rağmen, tüm odaları kaplıyorlar ve dünyanın en parlak beyinlerinden bazıları tarafından özenle hazırlanmış olmaları gerekiyor.

Bu yüzden diğerleri, geleneksel yöntemlerle yaptığımız minyatürleştirme ve fabrikasyon atılımlarına sırtını dönmeye hevesli. bilgisayar çipleri silikondan kuantum işlemciler inşa ederek. Bu alanda yıllardır araştırmalar yapılıyor ve ben'tIntel'in kuantum yarışında izlediği yol şaşırtıcı değil. Ancak ilerlemeye rağmen, silikon kübitler, kullanışlılıklarını sınırlayan yüksek hata oranlarıyla boğuşuyor.

Kuantum durumlarının hassas doğası, hataların tüm bu teknolojiler için bir sorun olduğu ve herhangi birinin önemli bir ölçeğe ulaşması için hata düzeltme şemalarının gerekli olacağı anlamına gelir. Ancak bu şemalar, yalnızca hata oranları yeterince düşük tutulabilirse işe yarayacaktır; aslında, hataları göründüklerinden daha hızlı düzeltebilmeniz gerekir.

Bugün en umut verici hata düzeltme şemaları ailesi "yüzey kodları" olarak bilinir ve 99'un üzerinde bir doğrulukla çalışmak için kübitler üzerinde veya bunlar arasında işlemler gerektirir. yüzde. Bu, uzun süredir kaçan silikon kübitlere sahip, ancak son sayısı Tabiat üç ayrı grup, bu kritik eşiğin aşıldığını bildiriyor.

Araştırmacılardan ilk iki makale RIKEN japonya'da ve QuTech, Delft Teknoloji Üniversitesi ile Hollanda Uygulamalı Bilimsel Araştırmalar Kurumu arasındaki bir işbirliği, kübitler için kuantum noktalarını kullanır. Bunlar, tek bir elektronu barındıran yarı iletkenlerden yapılmış küçük tuzaklardır. Bilgi, temel parçacıkların temel bir özelliği olan elektronların dönüşünü manipüle ederek kübitlere kodlanabilir.

Her iki grubun atılımının anahtarıs öncelikle kübitlerin ve kontrol sistemlerinin dikkatli mühendisliğine bağlıydı. Ancak QuTech grubu da kullandı bir teşhis aracı Sandia Ulusal Laboratuarlarındaki araştırmacılar tarafından sistemlerinde hata ayıklamak ve ince ayar yapmak için geliştirildi, RIKEN ekibi bunu keşfettiping operasyonların hızı sadakati artırdı.

Üçüncü bir grup, Yeni Güney Galler Üniversitesi kübitleri olarak bir silikon kafes içine gömülü fosfor atomlarını kullanarak biraz farklı bir yaklaşım benimsedi. Bu atomlar, diğer kubitlerin çoğuna kıyasla kuantum durumlarını son derece uzun süreler boyunca tutabilirler, ancak bunun dezavantajı, onları etkileşime sokmanın zor olmasıdır. Grubun çözümü, bu fosfor atomlarından ikisini birbirleriyle konuşmalarını sağlayan bir elektronla dolaştırmaktı.

Her üç grup da 99'un üzerinde sadakat elde edebildi yüzde hata düzeltme eşiğini geçen hem tek kübit hem de iki kübit işlemler için. Hatta sistemlerini kullanarak bazı temel prensip kanıtı hesaplamaları yapmayı bile başardılar. Yine de, silikondan hataya dayanıklı bir kuantum işlemci yapmaktan hala çok uzaktalar.

Aslına uygun kübit işlemleri elde etmek yalnızca bir etkili hata düzeltme gereksinimleri. Diğeri, bu göreve tahsis edilebilecek çok sayıda yedek kübite sahipken, geri kalanlar işlemcinin ayarladığı soruna odaklanır.

eşlik olarak analiz Tabiat notlar, bu sistemlere daha fazla kübit eklemek, işleri karmaşık hale getireceği kesin ve daha büyük sistemlerde aynı aslına uygunluklarını sürdürmek zor olacaktır. yol bulmas kübitleri büyük sistemler arasında bağlamak da zor olacaktır.

Bununla birlikte, aynı denenmiş ve-t'yi kullanarak kompakt kuantum bilgisayarlar oluşturabilme vaadisokak Mevcut bilgisayarların önerdiği gibi teknoloji, bunların çözmeye değer problemler olduğunu gösteriyor.

Resim Kredi: UNSW/Tony Melov

Kaynak: https://singularityhub.com/2022/01/21/silicon-quantum-computing-achieves-99-percent-accuracy-for-the-first-time/