aA
Kvantiniai kompiuteriai, pagaminti iš tos pačios, kaip ir dabar naudojami standartiniai, akivaizdu, yra perspektyvūs, tačiau lig šiol kentėjo nuo didelio klaidų lygio. Nauju tyrimu pademonstravus, kad siliciniai kubitai jau pakankamai tikslūs, kad galėtų vykdyti populiarų klaidų ištaisymo kodą, situacija, panašu, keičiasi.
Kvantinis kompiuteris. Rocco Ceselin/Google/Scanpix nuotr.
Kvantinis kompiuteris. Rocco Ceselin/Google/Scanpix nuotr.

Mirgančios antraštės apie kvantinius kompiuterius paprastai randasi iš pasiekimų, naudojant superlaidžius kubitus, tokius, kokie naudojami Google ir IBM kvantiniuose kompiuteriuose, ar įkalintus jonus, kaip „IonQ“ ir „Honeywell“. Bet nepaisant jų įspūdingų savybių, jiems reikia atskirų patalpų, o ir surinkti rankomis juos turi vieni iš šviesiausių pasaulio protų.

Būtent todėl norima pasinaudoti įprastų kompiuterių lustų miniatiūrizacijos ir gamybos technologijų proveržiais, ir kvantinius kompiuterius gaminti iš silicio. Tyrėjai šia sritimi užsiima jau ne vienus metus, ir nieko keisto, kad kad šiuo keliu kvantinių kompiuterių lenktynėse pasuko ir Intel. Tačiau nepaisant progreso, aukštas silicio kubitų klaidų lygis jų panaudojimą ribojo.

Kadangi pačių kvantinių būsenų prigimtis tokia trapi, klaidos yra visų šių technologijų rykštė, ir norint pasiekti bent kiek ženklesnį mastą, neįmanoma apsieiti be klaidų taisymo schemų. Bet šios schemos veikia tik jeigu klaidų lygis pakankamai žemas; iš esmės, reikia ištaisyti klaidas sparčiau, nei jos randasi.

Perspektyviausių klaidų taisymo algoritmų šeima dabar yra vadinamieji „paviršiaus kodai“ ir kad jie veiktų, kubituose ar tarp jų, būtina, kubitai veiktų didesniu nei 99 procentų patikimumu. Silicio kubitais to įvykdyti ilgai nepavyko, bet naujausiame Nature numeryje apie šios lemiamo riboženklio peržengimą praneša trys tyrėjų grupės.

Pirmuose dviejuose straipsniuose, kuriuos pateikė „RIKEN“ Japonijoje ir „QuTech“, „Delfto“ technologijos universiteto Nyderlandų taikomųjų mokslo tyrimų organizacijos sandarbis, naudojami kvantinių taškų kubitai. Tai yra iš puslaidininkių pagaminti maži spąstai, kuriuose laikoma po vieną elektroną. Informacija į kubitą gali būti koduojame, manipuliuojant elektrono sukinį, fundamentalią elementariųjų dalelių savybę.

Pagrindinė abiejų grupių proveržio sąlyga buvo kruopšti kubitų ir kontrolės sistemų inžinerija. Bet QuTech grupė sistemai derinti dar panaudojo ir Sandia National Laboratories tyrėjų sukurtą diagnostikos įrankį, tuo tarpu „RIKEN“ komanda atrado, kad patikimumą didina didesnis operacijų greitis.

Trečioji grupė, iš Naujojo Pietų Velso universiteto naudojo truputį kitokį būdą, kaip kubitus naudodami silicio kristalinėje gardelėje įterptus fosforo atomus. Lyginant su dauguma kitų kubitų, šie savo kvantines būsenas gali išlaikyti itin ilgai, bet dėl to sunkiau priversti juos sąveikauti. Grupė tai išsprendę, susiedama du tokius fosforo atomus elektronu, ir taip jie galėjo bendrauti.

Visoms trims grupėms pavyko pasiekti didesnį nei 99 procentų patikimumą tiek operacijose su vienu kubitu, tiek ir su dviem, o tai peržengia klaidų taisymo kartelę. Jiems netgi pavyko savo sistemomis atlikti kai kuriuose bazinius principo įrodymo skaičiavimus. Kaip bebūtų, iki klaidoms atsparių kvantinių procesorių iš silicio dar tolimas kelias.

Didelio kvantnių operacijų patikimumo lygio pasiekimas – tik viena iš būtinų efektyvaus klaidų taisymo sąlygų. Dar reikia turėti daug atliekamų, konkrečiai šiai užduočiai skirtų kubitų, kad likusieji galėtų spręsti tas problemas, kurioms spręsti procesorius buvo skirtas.

Kaip pažymima „Nature“ analizėje, papildomi kubitai šiose sistemose padėtį tikrai komplikuos, ir tokį pat patikimumą išlaikyti didesnėse sistemose bus sunku. Ne menkesnis iššūkis bus ir kubitų sujungimas didelėje sistemoje.

Tačiau perspektyva gaminti kompaktiškus kvantinius kompiuterius naudojant išbandytą ir patikimą esančių kompiuterių kūrimo technologiją, rodo, kad šias problemas bandyti išspręsti – verta.

Tyrimas publikuotas žurnale „Nature“: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04292-7

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

https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/quantum-computing-silicon-hits-99-cent-accuracy

www.technologijos.lt
Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(17 žmonių įvertino)
4.4706

Kanada uždraudė 5G tinklams naudoti Kinijos „Huawei“ įrangą

Kanada ketvirtadienį paskelbė uždraudusi 5G tinklams naudoti „Huawei“ įrangą, taip...

Delfi Mokslas

Rado būdą, kaip net ir visiškai mirusias baterijas prikelti naujam gyvenimui – papildomai veikia dar net 30 proc. (2)

SLAC „National Accelerator Laboratory“ energijos departamento ir Stanfordo universiteto...

Delfi Mokslas

Mokslininkai sukūrė prie odos priklijuojamą miniatiūrinę laboratoriją – įrenginys realiu laiku tiria žmogaus kūno parametrus, kurie gali išgelbėti gyvybę (1)

Įsivaizduokite, kad galite kada panorėję sužinoti cukraus kiekį organizme, išsiaiškinti, ar...

Pristatytas skraidančio švediško elektrinio motociklo video: prasidėjo pirmieji užsakymai, jau žinoma ir kaina

Švedijos elektrinių vertikalaus kilimo ir tūpimo transporto priemonių (eVTOL) startuolis...

Rusų tankus vieną po kito naikinančių „Javelin“ raketų gamintojai žada dvigubinti produkcijos kiekį: poreikis dabar milžiniškas

„ Javelin “ raketų paklausa dabar didžiulė. Ukrainiečiai įrodė, kad šios raketos efektyviai...

Top naujienos

Delfi PliusVaidas Saldžiūnas

Kaip pralaužti Rusijos blokadą Ukrainoje: dėl bado grėsmės Vakarai gali ryžtis ir ypač rizikingam planui

Ko neprivertė karas, privers badas. Tokių svarstymų – vis daugiau, mat Rusijos agresija prieš...

„Tokia mano istorija“: daugybę kartų girtas prie vairo įkliuvęs Viktoras dėkoja, kad pagaliau buvo įkalintas (4)

„Kai pirmus kartus ėjau į teismą, bijojau, bet po to baimė dingo – jeigu prieš tai manęs...

Amerikiečiai negali patikėti, kaip pigu Lietuvoje: tai svajonių šalis! (8)

Verkiantiems dėl Lietuvoje beprotišku greičiu kylančių kainų reikėtų nuvykti į Kaliforniją...

Karas Ukrainoje. Ukrainoje pratęsta karinė padėtis, uždrausti simboliai „Z“ ir „V“ per sprogimą sunkiai sužeistas Maskvos paskirtas Zaporižios miesto vadovas (7)

Ukraina atmetė galimybę susitarti su Rusija dėl paliaubų ir pareiškė, kad nesutiks su...

Sinoptikai nurodė, kada vėl sulauksime šilumos: savaitės viduryje orai keisis

Šiandien Lietuvos orus lems aukštesnio slėgio laukas. Dangų dengs pakankamai storas debesų...

Šiluvoje užuovėją nuo karo radusi Tatyana dirba piligrimų centre ir taip maldo ilgesį Ukrainoje likusiai šeimai – anūkui vos 3 mėnesiai

Nors Lietuvos šventvietė Šiluva garsėja kaip traukianti religines bendruomenes, ji apjungia visus...

Žiniasklaida: Rusija pasikvietė statinių bombų ekspertus jau kelios savaitės yra Rusijoje ir dirba kartu su kariuomenės pareigūnais

Apie 50 ekspertų, turinčių didelę šių sprogmenų gamybos ir tiekimo patirtį, dirba kartu su...

Verslas PliusMark Ellwood

Verslininko, aplankiusio visas šalis Žemėje – ir pabuvojusio kosmose, kelionių patarimai

Jimas Kitchenas išmano keliones . 57-erių metų verslininkas ir investuotojas tvirtina esąs...

Delfi PliusDailius Dargis

Paskutinio sovietų bunkerio Lietuvoje paslaptis: ne tik lankėsi KGB, bet ir neprikausomybės laikais sulaukdavo keistų vizitų bei įsilaužimų II dalis

Vieno įspūdingiausių Lietuvoje esančio sovietinių laikų karinio bunkerio paslaptys sėja nerimą...

Šeimos atostogos jau ne už kalnų: išdavė, kur driekiasi idiliški paplūdimiai ir stebina vis dar puikios kainos

Kelionės su šeima neretai gali tapti rimtu iššūkiu: mažiesiems tikrai ne visuomet įdomu tai,...