Bilim insanları 10 yıllık sorunu çözdükten sonra 'Kuantum sabit diskleri' gerçeğe yaklaştı
Bilim insanları, “kuantum sabit disk” kavramını gerçeğe yaklaştırabilecek on yıllık bir sorunu çözdüklerini söylüyor.
Çözüm, istikrarı sağlamak için yeni türde bir hata düzeltme sistemi geliştirmeyi içeriyordu. kübitler – yapı taşları kuantum bilgisi – müdahaleye karşı, pratik gelişimin önündeki büyük bir engelin aşılması kuantum bilgisayarlar.
Araştırmacılar, dergide 4 Kasım'da yayınlanan yeni bir çalışmada, tekniğin başarılı bir şekilde ölçeklendirilmesi halinde, büyük miktarda kuantum verisini depolayabilen yüksek verimli kuantum bellek sistemlerinin önünü açabileceğini iddia etti. Doğa İletişimi.
Araştırmacılar, “Bu ilerleme, kuantum bellek sistemlerinin daha kompakt bir yapıya kavuşturulmasına olanak sağladığından, ölçeklenebilir kuantum bilgisayarların geliştirilmesi için çok önemlidir” dedi. bir beyan. “Bulgular, fiziksel kübit yükünü azaltarak, daha kompakt bir 'kuantum sabit diski'nin (büyük miktarlarda kuantum bilgisini güvenilir bir şekilde depolayabilen verimli bir kuantum bellek sistemi) yaratılmasının yolunu açıyor.”
İlgili: Bir gün kuantum dizüstü bilgisayarlarımız olacak mı?
Kuantum hesaplamadaki en büyük zorluklardan biri hesaplamaları bozan hataların yönetilmesinde yatmaktadır.
Kuantum bilgisayarlar, sıcaklık değişiklikleri ve elektromanyetik girişim gibi çevresel rahatsızlıklara karşı inanılmaz derecede duyarlı olan, klasik bilgisayarlardaki bitlere benzeyen küçük kuantum bilgi birimleri olan kübitlere dayanır. Bir kübitin hassas kuantum durumundaki küçük kesintiler bile veri kaybına ve kuantum sistemlerinde hatalara neden olabilir.
Araştırmacılar yıllardır bu kübitleri ve içerdikleri kuantum verilerini sabit tutmanın yolları üzerinde çalışıyorlar. Kuantum sistemlerinde hata düzeltme, tipik olarak kübitlerin topolojik bir “kodu” takip eden bir kafes yapısında düzenlenmesiyle elde edilir. Araştırmacılar, amacın, hataları ortaya çıktıkça yönetmek için mümkün olduğunca az fiziksel kübit kullanarak bir “silahlanma yarışını” kazanmak olduğunu açıkladı
Bununla birlikte, mevcut 3 boyutlu hata düzeltme yöntemleri yalnızca tek bir kübit satırındaki hataları işleyebiliyor ve sistem büyüdükçe yönetebilecekleri hata miktarını sınırlıyor. Araştırmacılar, hataların yalnızca tek bir boyutta değil, 3 boyutlu yapı içindeki iki boyutlu yüzeylerde düzeltilmesini sağlayan, topolojik bir kod tarafından düzenlenen 3 boyutlu kübit kafesini kullanan bir hata düzeltme mimarisi geliştirerek bu sorunun üstesinden geldi.
Araştırmacılar, bu yapının, sistem büyüdükçe hataları 3 boyutlu kafes içindeki daha geniş, iki boyutlu yüzeyler üzerinde düzelterek daha fazla hatayla başa çıkabileceğini ve bunun daha verimli bir şekilde ölçeklendirilmesine olanak sağladığını söyledi.
“Evrensel bir kuantum bilgisayarın geliştirilmesinde aşılması gereken önemli engeller var. Bunlardan en büyüklerinden biri, bir sorun olarak ortaya çıkan hataları bastırmak için kübitlerin (makinelerin kalbindeki kuantum anahtarları) çoğunu kullanmamız gerektiğidir. teknoloji dahilinde kurs,” baş yazar Dominic WilliamsonSydney Üniversitesi Nano Enstitüsü ve Fizik Okulu'ndan araştırmacı, açıklamada şunları söyledi.
“Önerilen kuantum mimarimiz, daha fazla hatayı bastırmak için daha az kübit gerektirecek ve kullanışlı kuantum işleme için daha fazlasını serbest bırakacak.”
Prof.Stephen BartlettKuantum teorisyeni ve Sidney Üniversitesi Nano Enstitüsü yöneticisi şunları ekledi: “Bu ilerleme, kuantum bilgisayarların oluşturulma ve çalıştırılma biçimini dönüştürmeye yardımcı olabilir, kriptografiden karmaşık uygulamalara kadar çok çeşitli uygulamalar için onları daha erişilebilir ve pratik hale getirebilir. kuantum çok cisimli sistemlerin simülasyonları.”
