خطای کل قطعات کامپیوتر کوانتومی از خطا هر قطعه به تنهایی کمتر است!

تاریخ : ۱۸ مهر ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۲۷۰

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

یک گروه تحقیقاتی نشان داد که بخش های مختلف کامپیوتر کوانتومی زمانی که با هم کار می کند خطای کمتری از تک تک اجزاء دارد.

آزمایش‌های اخیر نشان می‌دهد کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند از مجموع قطعات خود بهتر باشند. بررسی‌های انجام شده در دانشگاه مریلند ثابت می‌کند که ترکیب قطعات کامپیوتر کوانتومی لزوماً به معنی ترکیب میزان خطای آنها نیست.

گروه کریستوفر مونرو به این نتیجه رسیده‌اند که ما می‌توانیم به نتایج کامپیوترهای کوانتومی حتی زمانی که قطعاتی از آن خراب می‌شوند، اعتماد کنیم. آنها برای اولین بار در آزمایشی نشان دادند که مجموعه ای از قطعات سامانه محاسبه کوانتومی می‌تواند بهتر از بدترین قطعات مورد استفاده در ساخت آن باشد. در مقاله‌ای که آنها در مجله نیچر منتشر کردند، این تیم تحقیقاتی چگونگی انجام این کار مهم را در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی قابل اعتماد و کاربردی به اشتراک گذاشتند.

پژوهشگران در آزمایش خود چندین کیوبیت را ترکیب کردند، به طوری که آنها با هم به عنوان یک واحد به نام کیوبیت منطقی عمل کردند. این کیوبیت منطقی بر اساس یک کد تصحیح خطای کوانتومی ایجاد شده بود تا بر خلاف کیوبیت های فیزیکی منفرد، خطاها به راحتی قابل تشخیص و اصلاح شوند و آنها را مقاوم در برابر خطا کنند.

مونرو، که همچنین عضو مرکز مشترک اطلاعات کوانتومی و علوم کامپیوتر و استاد پارک کالج در گروه فیزیک در دانشگاه مریلند است، می گوید: «کیوبیت‌هایی که از یون‌های اتمی یکسان تشکیل شده‌اند، به تنهایی بسیار پاک هستند. با این حال ، در برخی موارد، هنگامی که کیوبیت‌ها و همچنین عملیات زیادی مورد نیاز است، خطاها باید بیشتر کاهش یابد. زیبایی کدهای تصحیح خطا برای یونهای اتمی این است که می‌توانند بسیار کارآمد بوده و از طریق کنترل‌های نرم‌افزاری به صورت انعطاف‌پذیر فعال شوند.»

 این برای اولین بار است که یک کیوبیت منطقی نسبت به مرحله‌ای که خطا الزاما در آن وجود دارد، از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار است. با وجود این که شش عملیات کوانتومی که به طور جداگانه انتظار می‌رود تنها در حدود 98.9 از زمان کار کنند، این تیم تحقیقاتی توانست کیوبیت منطقی را در حالت اولیه خود قرار دهد و آن را در 99.4 درصد از زمان کار به کار گیرد.

این ممکن است تفاوت چندانی به نظر نرسد، اما یک مرحله مهم در تلاش برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی بسیار بزرگتر است.

این نتایج با استفاده از سیستم تله یون تیم تحقیقاتی مونرو در UMD به دست آمد، که از حداکثر 32 اتم شارژ باردار-یون‌ها-استفاده می‌کند که با لیزر خنک می‌شوند و روی الکترودهای روی تراشه معلق می شوند. هر یون با استفاده از لیزر به عنوان کیوبیت عمل می‌کند.

مونرو می‌گوید: «ما 32 پرتو لیزر داریم و اتم‌ها مانند اردک‌های پشت سر هم هستند. هر کدام دارای پرتو لیزر کاملاً قابل کنترل خود هستند. من به این فکر می‌کنم که اتم ها یک سیم خطی تشکیل می دهند و ما آن را مانند یک سیم گیتار می‌چینیم، این واحد پردازش مرکزی ما است.»

منبع : https://scitechdaily.com/experiments-show-quantum-computers-can-be-better-than-the-sum-of-their-parts/

نظر شما