Kwantowa „lodówka” jest pierwszą zdolną do automatycznego korygowania błędów obliczeniowych

Nowa, malutka „lodówka” kwantowa jest w stanie korygować obliczenia komputera kwantowego – bez konieczności nadzoru lub nowego sprzętu.

Mały urządzenie chłodzące jest w stanie automatycznie wymienić wadliwe elementy komputera kwantowego.

Ta innowacja opiera się na obwodach nadprzewodzących i jest zasilana ciepłem otoczenia. Może autonomicznie chłodzić kubity, aby rejestrować niskie temperatury, torując drogę bardziej niezawodne komputery kwantowe.

Innowację ujawniono w badaniu przeprowadzonym w czwartek w Fizyka Przyrody.

Warto zauważyć, że komputery kwantowe nie są jeszcze w pełni praktyczne, ponieważ popełnić zbyt wiele błędów. Jeśli kubity – kluczowe elementy tego typu komputerów – przypadkowo się nagrzeją i staną się zbyt energetyczne, mogą znaleźć się w niewłaściwym stanie przed rozpoczęciem obliczeń.

Jednym ze sposobów „zresetowania” kubitów do ich prawidłowego stanu jest ochłodzić je. Oprócz nowego badania zadanie chłodzenia zostało po raz pierwszy powierzone a autonomiczna kwantowa „lodówka”. I pomyślnie.

Jak wyjaśnia New Scientist, badacze zbudowali dwa kubity i jeden „cięcie”który może przechowywać bardziej złożone informacje niż kubit, wykorzystując małe obwody nadprzewodzące. Qutrit i jeden z kubitów utworzyły lodówkę dla drugiego docelowego kubitu, który ostatecznie można było wykorzystać do obliczeń.

Naukowcy starannie zaprojektowali interakcje między trzema elementami, aby mieć pewność, że gdy docelowy kubit będzie miał za dużo energii, powodując błędy, ciepło automatycznie wypłynie z niego do pozostałych dwóch elementów. Proces ten obniżył temperaturę docelowego kubitu i zresetował go.

Ponieważ proces ten był autonomiczny, chłodnica qubit-e-qutrit mogła skorygować błędy bez żadnej zewnętrznej kontroli.

Mohammeda Aamira Alikorespondent z badania, pochwalił, że to podejście do resetowania kubitu nie wymaga nowego sprzętu, w przeciwieństwie do bardziej konwencjonalnych metod, i daje lepsze wyniki.

Bez znaczącej przebudowy komputera kwantowego i wprowadzenia nowych przewodów stan początkowy kubitu był poprawne w 99,97% przypadków. Dla kontrastu, inne metody resetowania zwykle osiągają jedynie 99,8%, powiedział Aamir Ali New Scientist.

Naukowcy już rozwijają to odkrycie, będąc w stanie stworzyć np autonomiczny zegar kwantowy lub zaprojektuj komputer kwantowy z innymi funkcjami automatycznie kontrolowanymi przez różnice temperatur.

Ponadto nowy eksperyment toruje drogę wielu podobnym projektom, które zostały zaproponowane, ale nigdy nie przetestowane, takich jak wykorzystanie kubitów do budowy autonomiczne silniki kwantowe.

„Dobrze widzieć, że ta maszyna jest wdrożona i użyteczna. Fakt, że jest autonomiczny, czyli nie potrzebuje żadnej zewnętrznej kontroli, powinien sprawić, że będzie wydajny i wszechstronny” – powiedział New Scientist, Nicolas Brunnerz Uniwersytetu Genewskiego (Szwajcaria), którzy nie wzięli udziału w badaniu.