Özünü təmir edən kvant kompüterləri: Səhvsiz və nasazlığa dözümlüdür

• Author:
• Author adı

  Quantumrun Uzaqgörməsi
• Fevral 14, 2023

Anlayış xülasəsi

Kvant hesablama kompüter emalında paradiqmanın dəyişməsini təmsil edir. Bu sistemlər mürəkkəb hesablamaları bir neçə dəqiqə ərzində həll etmək potensialına malikdir ki, bunun klassik kompüterlərin yerinə yetirməsi illər, bəzən də əsrlər tələb edir. Bununla belə, kvant texnologiyalarının tam potensialını işə salmaq üçün ilk addım onların nəticələrini öz-özünə təmir edə bilmələrini təmin etməkdir.

Özünü təmir edən kvant hesablama konteksti

2019-cu ildə 54 kubitdən ibarət Google Sycamore çipi klassik kompüterin 200 il başa çatdırması üçün 10,000 saniyəyə hesablama apara bildi. Bu nailiyyət Google-un kvant üstünlüyünün katalizatoru oldu və dünya miqyasında kvant hesablamalarında böyük bir irəliləyiş kimi tanındı. Sonradan bu, sahədə daha çox araşdırma və irəliləyişlərə səbəb oldu.

2021-ci ildə Sycamore hesablama səhvlərini düzəldə biləcəyini nümayiş etdirərək irəliyə doğru daha bir addım atdı. Bununla belə, prosesin özü sonradan yeni səhvlər təqdim etdi. Kvant hesablamalarında adi problem, klassik sistemlərlə müqayisədə onların hesablamalarının dəqiqlik dərəcələrinin hələ də olmamasıdır. 

Məlumatları saxlamaq üçün iki mümkün vəziyyətə (0 və 1) malik bitlərdən (kompüter məlumatlarının ən kiçik vahidi olan ikili rəqəmlər) istifadə edən kompüterlər standart xüsusiyyət kimi xətaların düzəldilməsi ilə təchiz edilmişdir. Bit 0 əvəzinə 1-a çevrildikdə və ya əksinə, bu tip səhvlər tutula və düzəldilə bilər.

Kvant hesablamasında problem daha mürəkkəbdir, çünki hər bir kvant biti və ya kubit eyni vaxtda 0 və 1 vəziyyətində mövcuddur. Əgər onların dəyərini ölçməyə cəhd etsəniz, məlumatlar itiriləcək. Uzun müddətdir mövcud olan potensial həll bir çox fiziki kubitləri bir “məntiqi kubit”ə (kvant alqoritmləri ilə idarə olunan qubitlər) qruplaşdırmaq olmuşdur. Məntiqi kubitlər əvvəllər mövcud olsa da, səhvlərin düzəldilməsi üçün istifadə edilməmişdir.

Dağıdıcı təsir

Bir neçə tədqiqat institutu və süni intellekt laboratoriyası öz-özünə düzəldə bilən məntiqi kubitlərin necə hazırlanacağını öyrənir. Məsələn, ABŞ-da yerləşən Duke Universiteti və Birgə Kvant İnstitutu 2021-ci ildə vahid vahid kimi fəaliyyət göstərən məntiqi kubit yaratdı. Onu kvant xətalarının düzəldilməsi koduna əsaslanaraq, nasazlıqları daha asan aşkar etmək və korrektə etmək olar. Bundan əlavə, komanda qeyd olunan xətaların hər hansı mənfi təsirini ehtiva etmək üçün qubiti qüsurlara dözümlü etdi. Bu nəticə ilk dəfə idi ki, məntiqi kubit onun yaradılmasında tələb olunan digər addımlardan daha etibarlıdır.

Merilend Universitetinin ion-tələ sistemindən istifadə edərək, komanda 32 fərdi atomu bir çipdə elektrodlar üzərində dayandırmadan əvvəl lazerlərlə soyuda bildi. Hər bir atomu lazerlərlə manipulyasiya edərək, onu bir kubit kimi istifadə edə bildilər. Tədqiqatçılar nümayiş etdirdilər ki, innovativ dizaynlar kvant hesablamalarını mövcud səhvlərdən bir gün azad edə bilər. Qüsurlara dözümlü məntiqi kubitlər müasir qubitlərdəki qüsurları aradan qaldıra bilər və real dünya tətbiqləri üçün etibarlı kvant kompüterlərinin əsası ola bilər.

Özünü düzəldən və ya öz-özünə təmir edən kvant kompüterləri olmadan dəqiq, şəffaf və etik olan süni intellekt (AI) sistemləri yaratmaq mümkün olmazdı. Bu alqoritmlər öz potensialını həyata keçirmək üçün böyük həcmdə məlumat və hesablama gücü tələb edir, o cümlədən avtonom nəqliyyat vasitələrini təhlükəsiz və Əşyaların İnterneti (IoT) cihazlarını dəstəkləyə bilən rəqəmsal əkizlər etmək.

Özünü təmir edən kvant hesablamasının nəticələri

Özünü təmir edən kvant hesablamalarına investisiyaların daha geniş təsirləri aşağıdakıları əhatə edə bilər: 

• Real vaxtda səhvləri tutarkən daha yüksək həcmdə məlumatı emal edə bilən kvant sistemlərinin inkişafı.
• Tədqiqatçılar nəinki özünü təmir edə, həm də özünü sınaya bilən avtonom kvant sistemləri hazırlayır.
• Milyardlarla məlumatı emal edə bilən, lakin daha az enerji tələb edən kompüterlərin yaradılması üçün kvant tədqiqatları və mikroçiplərin hazırlanmasında artan maliyyə.
• Trafik şəbəkələri və tam avtomatlaşdırılmış fabriklər də daxil olmaqla daha mürəkkəb prosesləri etibarlı şəkildə dəstəkləyə bilən kvant kompüterləri.
• Bütün sektorlarda kvant hesablamasının tam sənaye tətbiqi. Bu ssenari yalnız şirkətlər qərarların qəbuluna rəhbərlik etmək və ya yüksək dəyərli sistemləri idarə etmək üçün kvant hesablama nəticələrinin düzgünlüyünə kifayət qədər əmin olduqdan sonra mümkün olacaq.

Nəzərə alınmalı suallar

• Sabit kvant kompüterlərinin digər potensial faydaları nələrdir?
• Bu cür texnologiyalar gələcəkdə işinizə necə təsir edə bilər?