Komputer kuantum timer ngalereskeun: Kasalahan-haratis jeung kasalahan-toleran

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• Pébruari 14, 2023

Ringkesan wawasan

Komputasi kuantum ngagambarkeun parobahan paradigma dina ngolah komputer. Sistem ieu boga potensi pikeun ngajawab itungan kompléks dina hitungan menit nu bakal nyandak komputer klasik taun, sakapeung abad, pikeun ngalengkepan. Nanging, léngkah munggaran pikeun ngaktifkeun poténsi pinuh ku téknologi kuantum nyaéta mastikeun aranjeunna tiasa ngalereskeun kaluaranna.

Konteks komputasi kuantum ngalereskeun diri

Dina 2019, chip Google Sycamore, ngandung 54 qubits, tiasa ngalakukeun itungan dina 200 detik anu biasana bakal nyandak komputer klasik 10,000 taun kanggo réngsé. Prestasi ieu mangrupikeun katalis kaunggulan kuantum Google, nampi pangakuan sadunya salaku terobosan utama dina komputasi kuantum. Salajengna, ieu parantos ngahasilkeun panalungtikan sareng kamajuan salajengna dina lapangan.

Dina 2021, Sycamore nyandak léngkah deui ka hareup ku nunjukkeun yén éta tiasa ngalereskeun kasalahan komputasi. Tapi, prosésna sorangan ngenalkeun kasalahan anyar saatosna. Masalah anu biasa dina komputasi kuantum nyaéta tingkat akurasi itunganna masih kurang dibandingkeun sareng sistem klasik. 

Komputer anu ngagunakeun bit (angka binér, nyaéta unit data komputer pangleutikna) kalayan dua kaayaan anu mungkin (0 sareng 1) pikeun nyimpen data dilengkepan ku koreksi kasalahan salaku fitur standar. Nalika bit janten 0 tinimbang 1 atawa sabalikna, jenis ieu kasalahan bisa bray tur dilereskeun.

Tangtangan dina komputasi kuantum langkung rumit sabab unggal bit kuantum, atanapi qubit, aya sakaligus dina kaayaan 0 sareng 1. Upami anjeun nyobian ngukur nilaina, datana bakal leungit. Solusi poténsial anu parantos lami nyaéta ngagolongkeun seueur qubit fisik kana hiji "qubit logis" (qubit anu dikawasa ku algoritma kuantum). Sanaos qubit logis parantos aya sateuacanna, aranjeunna henteu dianggo pikeun koréksi kasalahan.

Dampak ngaganggu

Sababaraha lembaga panalungtikan sareng laboratorium AI parantos diajar kumaha carana ngadamel qubit logis anu tiasa ngabenerkeun diri. Salaku conto, Universitas Duke sareng Joint Quantum Institute anu berbasis di AS nyiptakeun qubit logis anu fungsina salaku unit tunggal dina 2021. Ku ngadasarkeun kana kode koreksi kasalahan kuantum, kasalahan tiasa langkung gampang dideteksi sareng dilereskeun. Salaku tambahan, tim ngadamel qubit fault-tolerant pikeun ngandung éfék négatif tina kasalahan éta. Hasilna ieu mangrupikeun waktos anu qubit logis ditingalikeun langkung dipercaya tibatan léngkah anu diperyogikeun dina nyiptakeunana.

Ngagunakeun sistem ion-bubu Universitas Maryland urang, tim éta bisa niiskeun nepi ka 32 atom individu kalawan lasers saméméh suspending aranjeunna ngaliwatan éléktroda dina chip. Ku manipulasi unggal atom kalawan lasers, maranéhanana éta bisa dipaké salaku qubit a. Panaliti parantos nunjukkeun yén desain inovatif tiasa komputasi kuantum gratis sadinten tina kaayaan kasalahan ayeuna. Qubit logis anu toleran lepat tiasa ngagarap cacad dina qubit kontemporer sareng tiasa janten tulang tonggong tina komputer kuantum anu tiasa diandelkeun pikeun aplikasi dunya nyata.

Tanpa koréksi diri atanapi ngalereskeun komputer kuantum, mustahil ngadamel sistem kecerdasan buatan (AI) anu akurat, transparan, sareng étika. Algoritma ieu meryogikeun jumlah data sareng kakuatan komputasi anu ageung pikeun minuhan poténsina, kalebet ngajantenkeun kendaraan otonom aman sareng kembar digital anu tiasa ngadukung alat Internet of Things (IoT).

Implikasi tina komputasi kuantum ngalereskeun diri

Implikasi anu langkung ageung tina investasi dina komputasi kuantum ngalereskeun diri tiasa kalebet: 

• Ngamekarkeun sistem kuantum nu bisa ngolah volume data nu leuwih luhur bari catching kasalahan sacara real-time.
• Panaliti ngembangkeun sistem kuantum otonom anu henteu ngan ukur tiasa ngalereskeun diri tapi nguji diri.
• Ngaronjatkeun dana dina panalungtikan kuantum sareng pamekaran microchip pikeun nyiptakeun komputer anu tiasa ngolah milyaran inpormasi tapi meryogikeun kirang énergi.
• Komputer kuantum anu tiasa dipercaya ngadukung prosés anu langkung kompleks, kalebet jaringan lalu lintas sareng pabrik otomatis.
• Aplikasi industri lengkep komputasi kuantum di sadaya séktor. Skenario ieu ngan bakal mungkin lamun pausahaan ngarasa cukup yakin kana katepatan kaluaran komputasi kuantum pikeun nungtun kaputusan atawa ngajalankeun sistem nilai luhur.

Patarosan anu kedah diperhatoskeun

• Naon mangpaat poténsi séjén tina komputer kuantum stabil?
• Kumaha téknologi sapertos kitu tiasa mangaruhan padamelan anjeun ka hareup?