Liczba wyświetleń: 1039
Naukowcy z Amazon Web Services zaprezentowali nowatorskie rozwiązanie w dziedzinie komputerów kwantowych, które może znacząco przyspieszyć rozwój tej technologii. Ich chip kwantowy, nazwany Ocelot, wykorzystuje innowacyjne kocie kubity, które są bardziej odporne na błędy, co pozwala zmniejszyć liczbę dodatkowych kubitów potrzebnych do poprawnego działania systemu. Dzięki temu korekcja błędów kwantowych staje się mniej kosztowna i bardziej efektywna, co może przybliżyć świat do powszechnego stosowania komputerów kwantowych.
Obliczenia kwantowe, choć niezwykle obiecujące, od lat borykają się z fundamentalnym problemem – błędami wynikającymi z ich niestabilnej natury. W tradycyjnych komputerach klasycznych informacja przechowywana jest w postaci bitów, które mogą przyjmować wartość 0 lub 1. W komputerach kwantowych rolę tę pełnią kubity, które mogą znajdować się w superpozycji, czyli w obu stanach jednocześnie.
Taka cecha otwiera drogę do niezwykle potężnych obliczeń, ale jednocześnie sprawia, że systemy kwantowe są bardzo podatne na zakłócenia zewnętrzne, co prowadzi do licznych błędów. Aby temu zaradzić, stosuje się metody korekcji błędów, które jednak wymagają użycia dużej liczby dodatkowych kubitów.
Rozwiązanie zaprezentowane przez Amazon opiera się na tzw. kocich kubitach, których nazwa nawiązuje do słynnego eksperymentu myślowego Schrödingera. Kot zamknięty w pudełku jest jednocześnie żywy i martwy, dopóki nie zostanie otwarta pokrywa i nie dojdzie do pomiaru jego stanu. Podobnie kocie kubity istnieją w superpozycji dwóch koherentnych stanów pola elektromagnetycznego, co czyni je bardziej odpornymi na określone rodzaje błędów, w szczególności na tzw. bit-flip, czyli zamianę wartości kubita z 0 na 1 i odwrotnie.
Chip Ocelot składa się z dwóch nakładających się mikroukładów krzemowych o powierzchni jednego centymetra kwadratowego każdy. Kluczowym elementem jego budowy jest pięć kocich kubitów, pięć obwodów buforowych stabilizujących oraz cztery kubity wykrywające błędy. Dzięki zastosowaniu tantalu jako materiału nadprzewodzącego udało się uzyskać wysoką stabilność kubitów i ograniczyć dekoherencję. W przeprowadzonych testach urządzenie wykazało zmniejszenie błędów obliczeniowych z 1,75% do 1,65% na cykl obliczeniowy, co jest znaczącym krokiem naprzód w dziedzinie obliczeń kwantowych.
Opracowana przez Amazon metoda korekcji błędów może obniżyć koszty implementacji nawet o 90%. Oznacza to, że liczba fizycznych kubitów potrzebnych do utworzenia jednego logicznego kubita odpornego na błędy może zostać zredukowana z 1000 do zaledwie 100. Ta efektywność sprawia, że rozwój praktycznych komputerów kwantowych może nastąpić szybciej, niż dotychczas przewidywano. Eksperci szacują, że dzięki temu przełomowi technologia ta może osiągnąć poziom komercyjnej użyteczności nawet o pięć lat wcześniej, niż zakładano.
Rywalizacja w sektorze komputerów kwantowych nabiera tempa. Zaledwie tydzień przed ogłoszeniem wyników przez Amazon, Microsoft zaprezentował swój nowy chip kwantowy Majorana 1, który opiera się na kubitach topologicznych. Ta technologia również ma na celu zwiększenie stabilności i skalowalności obliczeń kwantowych. Jednak podejście Amazon wydaje się być bardziej zaawansowane pod względem gotowości do praktycznego zastosowania. Firma zapowiada, że chip Ocelot zostanie udostępniony na platformie Amazon Braket, co pozwoli klientom testować i rozwijać własne rozwiązania oparte na tej technologii.
Potencjalne zastosowania komputerów kwantowych wykorzystujących kocie kubity kotowe są niezwykle szerokie. Mogą one znaleźć zastosowanie w takich dziedzinach jak chemia kwantowa, modelowanie nowych leków, optymalizacja logistyczna czy analiza ogromnych zbiorów danych. Dzięki zmniejszeniu liczby błędów obliczeniowych technologie te mogą stać się realnym narzędziem dla firm i instytucji badawczych w ciągu najbliższej dekady.
Źródło: InneMedium.pl
Poznaj plan rządu!
