Kuantumrun

KREDIT GAMBAR:

iStock

Komputer kuantum sing ndandani dhewe: Bebas kesalahan lan tahan kesalahan

Peneliti golek cara kanggo nggawe sistem kuantum sing bebas kesalahan lan toleran kesalahan kanggo mbangun teknologi generasi sabanjure.

Babagan Author:
Jeneng panganggit
Quantumrun Foresight
Februari 14, 2023

Ringkesan wawasan

Komputasi kuantum nggambarake owah-owahan paradigma ing pangolahan komputer. Sistem kasebut duweni potensi kanggo ngrampungake petungan rumit sajrone sawetara menit sing mbutuhake komputer klasik pirang-pirang taun, kadhangkala nganti pirang-pirang abad, kanggo ngrampungake. Nanging, langkah pisanan kanggo ngaktifake potensi teknologi kuantum kanthi lengkap yaiku mesthekake yen bisa ndandani dhewe.

Konteks komputasi kuantum ndandani dhewe

Ing taun 2019, chip Google Sycamore, ngemot 54 qubit, bisa ngetung sajrone 200 detik sing biasane mbutuhake komputer klasik 10,000 taun kanggo rampung. Prestasi iki minangka katalis supremasi kuantum Google, nampa pengakuan ing saindenging jagad minangka terobosan utama ing komputasi kuantum. Salajengipun, iki wis ngasilake riset luwih lanjut lan kemajuan ing lapangan.

Ing taun 2021, Sycamore maju maneh kanthi nuduhake manawa bisa ndandani kesalahan komputasi. Nanging, proses kasebut nggawe kesalahan anyar sawise. Masalah biasa ing komputasi kuantum yaiku tingkat akurasi kalkulasi isih kurang dibandhingake karo sistem klasik.

Komputer sing nggunakake bit (digit biner, yaiku unit data komputer sing paling cilik) kanthi rong status (0 lan 1) kanggo nyimpen data dilengkapi koreksi kesalahan minangka fitur standar. Nalika dicokot dadi 0 tinimbang 1 utawa kosok balene, jinis kesalahan iki bisa kejiret lan didandani.

Tantangan ing komputasi kuantum luwih rumit amarga saben bit kuantum, utawa qubit, ana bebarengan ing negara 0 lan 1. Yen sampeyan nyoba ngukur nilai kasebut, data kasebut bakal ilang. Solusi potensial sing wis suwe yaiku nglumpukake akeh qubit fisik dadi siji "qubit logis" (qubit sing dikontrol dening algoritma kuantum). Sanajan qubit logis wis ana sadurunge, dheweke ora digunakake kanggo koreksi kesalahan.

Dampak gangguan

Sawetara institusi riset lan lab AI wis sinau carane nggawe qubit logis sing bisa mbenerake dhewe. Contone, Universitas Duke lan Joint Quantum Institute sing berbasis ing AS nggawe qubit logis sing fungsine minangka unit tunggal ing 2021. Kanthi adhedhasar kode koreksi kesalahan kuantum, kesalahan bisa luwih gampang dideteksi lan didandani. Kajaba iku, tim nggawe qubit fault-tolerant kanggo ngemot efek negatif saka kesalahan kasebut. Asil iki minangka pisanan qubit logis ditampilake luwih dipercaya tinimbang langkah liyane sing dibutuhake sajrone nggawe.

Nggunakake sistem ion-trap Universitas Maryland, tim bisa kelangan nganti 32 atom individu karo laser sadurunge suspended wong liwat elektroda ing chip. Kanthi manipulasi saben atom nganggo laser, dheweke bisa nggunakake minangka qubit. Para peneliti wis nuduhake manawa desain inovatif bisa uga komputasi kuantum gratis sedina saka kesalahane saiki. Qubit logis sing tahan kesalahan bisa ngatasi cacat ing qubit kontemporer lan bisa dadi penyangga komputer kuantum sing bisa dipercaya kanggo aplikasi ing donya nyata.

Tanpa komputer kuantum sing mbenerake dhewe utawa ndandani dhewe, ora mungkin nggawe sistem kecerdasan buatan (AI) sing akurat, transparan, lan etis. Algoritma kasebut mbutuhake data lan daya komputasi sing akeh kanggo nepaki potensine, kalebu nggawe kendaraan otonomi aman lan kembar digital sing bisa ndhukung piranti Internet of Things (IoT).

Implikasi saka komputasi kuantum ndandani dhewe

Implikasi investasi sing luwih akeh ing komputasi kuantum sing bisa ndandani dhewe bisa uga kalebu:

Ngembangake sistem kuantum sing bisa ngolah data kanthi volume sing luwih dhuwur nalika nyekel kesalahan ing wektu nyata.
Peneliti ngembangake sistem kuantum otonom sing ora mung bisa ndandani dhewe nanging uga nyoba dhewe.
Tambah pendanaan ing riset kuantum lan pangembangan microchip kanggo nggawe komputer sing bisa ngolah milyaran informasi nanging mbutuhake energi kurang.
Komputer kuantum sing bisa dipercaya ndhukung proses sing luwih rumit, kalebu jaringan lalu lintas lan pabrik kanthi otomatis.
Aplikasi industri lengkap komputasi kuantum ing kabeh sektor. Skenario iki mung bisa ditindakake yen perusahaan rumangsa cukup yakin babagan akurasi output komputasi kuantum kanggo nuntun pengambilan keputusan utawa ngoperasikake sistem sing duwe nilai dhuwur.