Quantumrun

ЗУРГИЙН ЗЭЭЛ:

iStock

Өөрийгөө засдаг квант компьютерууд: Алдаа, гэмтэлд тэсвэртэй

Судлаачид дараагийн үеийн технологийг бүтээхийн тулд алдаагүй, алдааг тэсвэрлэх чадвартай квант системийг бий болгох арга замыг хайж байна.

Зохиогчийн тухай:
Зохиогчийн нэр
Quantumrun Foresight
Хоёрдугаар сарын 14, 2023

Үзэл баримтлалын хураангуй

Квантын тооцоолол нь компьютерийн боловсруулалтын парадигмын өөрчлөлтийг илэрхийлдэг. Эдгээр системүүд нь сонгодог компьютерт хэдэн жил, заримдаа хэдэн зуун жил шаардагдах нарийн төвөгтэй тооцоог хэдхэн минутын дотор шийдэх чадвартай. Гэсэн хэдий ч квант технологийн бүрэн чадавхийг идэвхжүүлэх эхний алхам бол тэд өөрсдийн гаралтыг өөрөө засах боломжтой болгох явдал юм.

Өөрийгөө засах квант тооцооллын контекст

2019 онд 54 кубит багтаамжтай Google Sycamore чип нь ердийн компьютерт 200 жилийн хугацаа шаардагдах тооцоог 10,000 секундэд хийх боломжтой болсон. Энэхүү амжилт нь Google-ийн квантын давуу байдлын хурдасгуур болж, квант тооцооллын томоохон нээлт болж дэлхий даяар хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Дараа нь энэ нь энэ чиглэлээр нэмэлт судалгаа, дэвшлийг бий болгосон.

2021 онд Sycamore тооцооллын алдааг засч залруулж чадна гэдгээ харуулж ахин нэг алхам хийлээ. Гэсэн хэдий ч процесс өөрөө дараа нь шинэ алдаа гаргасан. Квантын тооцооллын нийтлэг асуудал бол тэдгээрийн тооцооллын нарийвчлалын түвшин нь сонгодог системтэй харьцуулахад хангалтгүй хэвээр байгаа явдал юм.

Өгөгдлийг хадгалахын тулд хоёр боломжит төлөвтэй (0 ба 1) бит (компьютерийн өгөгдлийн хамгийн бага нэгж болох хоёртын цифр) ашигладаг компьютерууд нь стандарт функц болгон алдаа засах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байдаг. Бит нь 0-ийн оронд 1 эсвэл эсрэгээр байвал энэ төрлийн алдааг барьж засч болно.

Квантын бит буюу кубит бүр 0 ба 1 төлөвт нэгэн зэрэг оршдог тул квант тооцооллын асуудал илүү төвөгтэй байдаг. Хэрэв та тэдгээрийн утгыг хэмжихийг оролдвол өгөгдөл устах болно. Олон физик кубитийг нэг "логик кубит" (квантын алгоритмаар удирддаг кубит) болгон бүлэглэх нь удаан хугацааны боломжит шийдэл юм. Хэдийгээр логик кубитууд өмнө нь байсан ч алдаа засахад ашиглагдаагүй.

Сөрөг нөлөө

Хэд хэдэн судалгааны байгууллагууд болон хиймэл оюун ухааны лабораториуд хэрхэн өөрийгөө засч залруулах логик кубит хийхийг судалж байна. Жишээлбэл, АНУ-д төвтэй Дьюкийн их сургууль болон Хамтарсан квант институт нь 2021 онд нэг нэгжээр ажиллах логик кубит бүтээжээ. Үүнийг квант алдаа засах код дээр үндэслэн алдааг илүү хялбар илрүүлж, засах боломжтой. Нэмж дурдахад, баг эдгээр алдаанаас үүдэлтэй аливаа сөрөг нөлөөг агуулахын тулд qubit-ийг гэмтэлд тэсвэртэй болгосон. Энэ үр дүн нь логик кубитийг бүтээхэд шаардлагатай бусад алхамуудаас илүү найдвартай болохыг харуулсан анхны үр дүн юм.

Мэрилэндийн их сургуулийн ион баригч системийг ашиглан тус баг 32 хүртэл атомыг лазераар хөргөж, чип дээрх электродууд дээр түдгэлзүүлж чаджээ. Атом бүрийг лазераар удирдсанаар тэд үүнийг кубит болгон ашиглах боломжтой болсон. Судлаачид шинэлэг загвар нь квант тооцооллыг одоогийн алдаанаасаа нэг өдрийн дотор чөлөөлж чадна гэдгийг харуулсан. Алдааг тэсвэрлэх чадвартай логик кубитууд нь орчин үеийн кубитуудын дутагдлыг арилгах боломжтой бөгөөд бодит ертөнцийн хэрэглээний хувьд найдвартай квант компьютеруудын тулгуур болж чадна.

Өөрийгөө засдаг, өөрөө засдаг квант компьютергүйгээр хиймэл оюун ухааны (AI) системийг үнэн зөв, ил тод, ёс зүйтэй болгох боломжгүй юм. Эдгээр алгоритмууд нь өөрийн боломжоо хэрэгжүүлэхийн тулд их хэмжээний өгөгдөл, тооцоолох хүч шаарддаг бөгөөд үүнд бие даасан тээврийн хэрэгслийг аюулгүй болгох, зүйлсийн интернет (IoT) төхөөрөмжүүдийг дэмжих боломжтой дижитал ихэр болгох зэрэг орно.

Өөрийгөө засах квант тооцооллын үр дагавар

Өөрийгөө засах квант тооцоололд оруулсан хөрөнгө оруулалтын үр дагавар нь дараахь зүйлийг агуулж болно.

Бодит цаг хугацаанд алдаа гаргахын зэрэгцээ их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулах чадвартай квант системийг хөгжүүлэх.
Судлаачид зөвхөн өөрийгөө засаад зогсохгүй өөрийгөө шалгах чадвартай квант системүүдийг хөгжүүлж байна.
Олон тэрбум мэдээллийг боловсруулах чадвартай боловч бага эрчим хүч шаарддаг компьютерийг бий болгохын тулд квант судалгаа, микрочип хөгжүүлэх санхүүжилтийг нэмэгдүүлсэн.
Замын сүлжээ, бүрэн автоматжуулсан үйлдвэр зэрэг илүү төвөгтэй процессуудыг найдвартай дэмждэг квант компьютерууд.
Бүх салбар дахь квант тооцооллын үйлдвэрлэлийн бүрэн хэрэглээ. Компаниуд шийдвэр гаргахад чиглүүлэх эсвэл өндөр үнэ цэнэтэй системийг ажиллуулахад квант тооцооллын үр дүнгийн нарийвчлалд хангалттай итгэлтэй болсон үед л энэ хувилбар боломжтой болно.