Progres major pentru computerele cuantice: acestea pot acum să corecteze erorile automat

Viitoarele computere cuantice vor avea capacitatea de a efectua calcule de neconceput chiar și pentru cel mai puternic supercomputer existent. Dar înainte de a ajunge acolo, sunt multe bariere de depășit: acestea trebuie să corecteze erorile.

Cercetătorii de la ETH Zurich au arătat, pentru prima dată, că este posibil să corecteze erorile automat din sistemele cuantice și acest lucru se poate face atât de rapid și continuu încât rezultatele operațiilor cuantice pot fi folosite în practică, scrie IFL Science.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Concluziile au fost încărcate în arhiva ArXiv și așteaptă o evaluare inter pares.

„Demonstrația că erorile dintr-un computer cuantic care lucrează cu biți cuantici (qubiți) pot fi corectate rapid și în mod repetat este o descoperire în drumul către construirea unui computer cuantic practic”, a spus coautorul Andreas Wallraff, director al Centrului cuantic de la ETH Zurich.

Deoarece aceste calculatoare noi se bazează pe sisteme cuantice, unitatea lor de procesare este foarte delicată și trebuie menținută la temperaturi foarte scăzute, puțin peste zero absolut.

Procesele care pot ajuta la gestionarea erorilor sunt investigate. Sistemul analizat în această lucrare folosește 17 qubiți și funcționează la o temperatură de doar 0,01 Kelvin. Aceasta este o fracțiune de grad peste zero absolut.

Cum pot computerele cuantice să corecteze erorile automat

La acea temperatură, qubiții sunt supraconductori, electricitatea trece prin ei fără rezistență. Nouă dintre cei 17 qubiți sunt organizați pe o matrice pătrată, creând o rețea de 3 x 3. Ei sunt unitatea logică. Toate calculele sunt realizate de aceste nouă elemente.

Restul de opt sunt de control și au sarcina de a detecta erorile din sistem. Dacă qubiții le detectează, sistemul poate să corecteze erorile singur. Datorită acestor qubiți, perturbațiile care modifică informațiile din sistem pot fi recunoscute și contabilizate.

„În acest moment, nu corectăm erorile direct în qubiți. Dar pentru majoritatea operațiilor aritmetice, asta nici măcar nu este necesar”, a explicat coautorul principal, Sebastian Krinner.

Această nouă cercetare arată că corectarea erorilor este posibilă și practică, dar nu suntem încă la un nivel în care computerele cuantice pot fi fără eroare.

„Demonstrația noastră de ciclurile repetate, rapide și de înaltă performanță de corectare a erorilor cuantice, împreună cu progresele recente în capcanele ionice, ne sprijină teoria conform căreia calculul cuantic fără erori va fi practic realizabil”, a scris echipa în lucrarea ei.

Lucrarea nu este singura abordare care încearcă să se ocupe de corectarea erorilor. Recent, o nouă fază cuantică a fost văzută ca o posibilă soluție la această problemă.

S-ar putea ca computerele cuantice să nu fie încă suficient de dezvoltate, dar pe măsură ce apar noi probleme, oamenii de știință din întreaga lume răspund provocării și le abordează.

Vă recomandăm să citiți și:

O antenă radio puternică, folosită pentru prima oară pentru a căuta exoplanete. „Eu cred că există viață acolo”

Reușită incredibilă. Oamenii de știință au creat sticla mai rezistentă decât diamantele naturale

Un nou izotop de uraniu a fost creat. Este cel mai ușor de până acum

Un cip de computer extrem de subțire funcționează precum neuronii din creierul nostru