„Matematyczny przepis” Google na komputery kwantowe nie ma jeszcze miesiąca i może być już nieaktualny
(dr) Dział Badań IBM
Wewnątrz komputera kwantowego w IBM
Kodowanie, które stanowi podstawę niedawnego przełomu Google w dziedzinie komputerów kwantowych korygujących błędy, już stoi w obliczu ostrej konkurencji.
Istotnym czynnikiem uniemożliwiającym komputerom kwantowym spełnienie ich obietnic — rozwiązywanie pozornie nierozwiązywalnych problemów w materiałoznawstwie, chemii, logistyce i wielu innych dziedzinach — jest fakt, że ciągle popełniają błędy. W miarę jak stają się większe i zyskują większą moc obliczeniową, te błędy się kumulują jeszcze więcej.
Wielu badaczy uważa zatem, że jedynym sposobem na zbudowanie jednoznacznie użytecznych komputerów kwantowych jest umożliwienie im poprawić własne błędy.
To właśnie to założenie skłoniło badaczy Google z Quantum AI do poszukiwania rozwiązania tego problemu, wyjaśnia.
Korzystanie z Kwantowy procesor obliczeniowy Willowwykazali, że obliczenia można utrwalić, grupując kubity – podstawowe elementy składowe każdego komputera kwantowego – w tzw. kubity logicznektóre można zwiększyć bez negatywnego wpływu na wydajność.
A „przepis matematyczny”, którego zespół użył do grupowania kubitów, nazywa się kodem powierzchniowym i od dawna jest najbardziej zaawansowaną metodą korekcji błędów kwantowych.
W 2023 roku badacze z IBM opracowują konkurenta — kod QLDPC — w którym każdy kubit jest połączony z sześcioma innymi, a siedem monitorują się nawzajem w celu wykrycia błędów.
Zespół IBM szacuje, że takie podejście zmniejsza całkowitą liczbę potrzebnych kubitów do osiągnięcia tego samego poziomu korekcji można było wykorzystać jedynie 288 kubitów błędów, jakie zapewnia kod powierzchniowy przy 4000 kubitach.
W rzeczywistości, Badacze IBM również projektują swoje kwantowe chipy obliczeniowe aby nadawały się do połączeń wymaganych przez kod QLDPC.
David Shaw, z Global Quantum Intelligence, brytyjskiej firmy zajmującej się wywiadem gospodarczym, stwierdziła na konferencji, że postęp w kodzie QLDPC i podobnych recepturach matematycznych sprawił, że korekcja błędów stała się „wylęgarnią innowacji”.
„Być może ktoś gdzieś pracuje nad rodzajem kodu powierzchniowego, który jest naprawdę fantastyczny, ale… w tej chwili istnieje konkurencja dla kodu powierzchniowego„, mówi Yuvala Bogeraod firmy QuEra zajmującej się obliczeniami kwantowymi.
Sergio Boixo z Google Quantum AI twierdzi, że „kod powierzchniowy jest dobrze poznany i ma dobrze przestudiowane ramy teoretyczne. Oferuje równowaga pomiędzy wydajnością a niezbędną łącznością kubitówco sprawia, że nadaje się do nadprzewodzących kubitów, a tym samym do Willow.”
