Kompjuters quantum li jsewwu lilhom infushom: Bla żbalji u tolleranti għall-ħsarat

• awtur:
• isem awtur

  Quantumrun Foresight
• Frar 14, 2023

Sommarju tal-għarfien

Quantum computing jirrappreżenta bidla paradigmatika fl-ipproċessar tal-kompjuter. Dawn is-sistemi għandhom il-potenzjal li jsolvu kalkoli kumplessi fi kwistjoni ta 'minuti li l-kompjuters klassiċi jieħdu snin, xi kultant sekli, biex iwettqu. Madankollu, l-ewwel pass biex jiġi permess il-potenzjal sħiħ tat-teknoloġiji kwantitiċi huwa li jiġi żgurat li jkunu jistgħu jsewwi lilhom infushom l-outputs tagħhom.

Kuntest tal-komputazzjoni kwantistika li tissewwa waħedha

Fl-2019, iċ-ċippa Google Sycamore, li fiha 54 qubit, kienet kapaċi twettaq kalkolu f'200 sekonda li normalment jieħu kompjuter klassiku 10,000 sena biex jintemm. Din il-kisba kienet il-katalist tas-supremazija quantum ta 'Google, li rċeviet rikonoxximent dinji bħala avvanz kbir fil-komputazzjoni kwantistika. Sussegwentement, dan wassal għal aktar riċerka u avvanzi fil-qasam.

Fl-2021, Sycamore għamel pass ieħor 'il quddiem billi wera li jista' jiffissa żbalji ta' komputazzjoni. Madankollu, il-proċess innifsu introduċa żbalji ġodda wara. Problema tas-soltu fil-komputazzjoni quantum hija li r-rati ta 'preċiżjoni tal-kalkoli tagħhom għadhom nieqsa meta mqabbla mas-sistemi klassiċi. 

Kompjuters li jużaw bits (ċifri binarji, li huma l-iżgħar unità ta 'dejta tal-kompjuter) b'żewġ stati possibbli (0 u 1) biex jaħżnu d-dejta jiġu mgħammra b'korrezzjoni ta' żbalji bħala karatteristika standard. Meta daqsxejn isir 0 minflok 1 jew viċi versa, dan it-tip ta 'żball jista' jinqabad u jiġi kkoreġut.

L-isfida fil-komputazzjoni kwantistika hija aktar kumplessa peress li kull bit quantum, jew qubit, jeżisti simultanjament fi stat ta '0 u 1. Jekk tipprova tkejjel il-valur tagħhom, id-dejta tintilef. Soluzzjoni potenzjali li ilha żmien twil kienet li jiġu raggruppati ħafna qubits fiżiċi f'"qubit loġiku" wieħed (qubits li huma kkontrollati minn algoritmi quantum). Anke jekk qubits loġiċi kienu jeżistu qabel, ma kinux impjegati għall-korrezzjoni tal-iżbalji.

Impatt li jfixkel

Diversi istituzzjonijiet ta 'riċerka u laboratorji tal-IA ilhom jistudjaw kif jagħmlu qubits loġiċi li jistgħu jikkoreġu lilhom infushom. Pereżempju, Duke University u Joint Quantum Institute ibbażati fl-Istati Uniti ħolqu qubit loġiku li jiffunzjona bħala unità waħda fl-2021. Billi bbażatha fuq kodiċi ta 'korrezzjoni ta' żball kwantistika, il-ħsarat jistgħu jiġu skoperti u kkoreġuti aktar faċilment. Barra minn hekk, it-tim għamel il-qubit tolleranti għall-ħsarat biex ikun fih kwalunkwe effett negattiv mill-imsemmija żbalji. Dan ir-riżultat kien l-ewwel darba li qubit loġiku intwera li huwa aktar affidabbli minn kwalunkwe pass ieħor meħtieġ fil-ħolqien tiegħu.

Bl-użu tas-sistema tal-jone-nassa tal-Università ta 'Maryland, it-tim seta' jiksaħ sa 32 atomu individwali bil-lejżers qabel issospendihom fuq elettrodi fuq ċippa. Billi jimmanipulaw kull atomu bil-lejżers, setgħu jużawh bħala qubit. Ir-riċerkaturi wrew li disinji innovattivi jistgħu ġurnata waħda ħielsa l-komputazzjoni kwantistika mill-istat attwali ta 'żbalji tagħha. Qubits loġiċi tolleranti għall-ħsarat jistgħu jaħdmu madwar id-difetti fil-qubits kontemporanji u jistgħu jkunu s-sinsla ta 'kompjuters quantum affidabbli għal applikazzjonijiet fid-dinja reali.

Mingħajr kompjuters quantum li jikkoreġu lilhom infushom jew li jsewwu lilhom infushom, ikun impossibbli li jsiru sistemi ta 'intelliġenza artifiċjali (AI) li jkunu preċiżi, trasparenti u etiċi. Dawn l-algoritmi jeħtieġu ammonti kbar ta’ dejta u qawwa tal-kompjuter biex jissodisfaw il-potenzjal tagħhom, inkluż li jagħmlu vetturi awtonomi sikuri u tewmin diġitali li jistgħu jappoġġjaw apparati tal-Internet tal-Oġġetti (IoT).

Implikazzjonijiet tal-komputazzjoni kwantistika li tissewwa waħedha

Implikazzjonijiet usa' ta' investimenti fil-komputazzjoni kwantistika li tissewwa waħedha jistgħu jinkludu: 

• L-iżvilupp ta’ sistemi quantum li jistgħu jipproċessaw volumi ogħla ta’ data filwaqt li jaqbdu l-iżbalji f’ħin reali.
• Riċerkaturi li qed jiżviluppaw sistemi quantum awtonomi li mhux biss jistgħu jsewwu lilhom infushom iżda jittestjaw lilhom infushom.
• Żieda fil-finanzjament fir-riċerka quantum u l-iżvilupp tal-mikroċipp biex jinħolqu kompjuters li jistgħu jipproċessaw biljuni ta 'informazzjoni iżda jeħtieġu inqas enerġija.
• Kompjuters kwantiċi li jistgħu jappoġġaw b'mod affidabbli proċessi aktar kumplessi, inklużi netwerks tat-traffiku u fabbriki kompletament awtomatizzati.
• L-applikazzjoni industrijali sħiħa tal-komputazzjoni quantum fis-setturi kollha. Dan ix-xenarju se jsir possibbli biss ladarba l-kumpaniji jħossuhom kunfidenti biżżejjed fl-eżattezza tal-outputs tal-komputazzjoni kwantistika biex jiggwidaw it-teħid tad-deċiżjonijiet jew biex joperaw sistemi ta 'valur għoli.

Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

• X'inhuma l-benefiċċji potenzjali l-oħra ta 'kompjuters quantum stabbli?
• Kif jistgħu teknoloġiji bħal dawn jaffettwaw ix-xogħol tiegħek fil-futur?