Kompyuta za quantum zinazojirekebisha: Haina hitilafu na isiyo na hitilafu

• mwandishi:
• mwandishi jina

  Mtazamo wa Quantumrun
• Februari 14, 2023

Muhtasari wa maarifa

Kompyuta ya quantum inawakilisha mabadiliko ya dhana katika usindikaji wa kompyuta. Mifumo hii ina uwezo wa kutatua hesabu ngumu katika suala la dakika ambayo inaweza kuchukua miaka ya kompyuta ya zamani, wakati mwingine karne, kukamilisha. Hata hivyo, hatua ya kwanza katika kuwezesha uwezo kamili wa teknolojia ya quantum ni kuhakikisha kuwa wanaweza kujitengenezea matokeo yao.

Muktadha wa kujirekebisha wa quantum computing

Mnamo mwaka wa 2019, chipu ya Google Sycamore, iliyo na qubits 54, iliweza kufanya hesabu katika sekunde 200 ambayo kwa kawaida ingechukua kompyuta ya kitambo miaka 10,000 kumaliza. Mafanikio haya yalikuwa chachu ya ukuu wa Google wa quantum, ikipata kutambuliwa ulimwenguni kote kama mafanikio makubwa katika kompyuta ya kiasi. Baadaye, hii imeibua utafiti zaidi na maendeleo ndani ya uwanja.

Mnamo 2021, Sycamore ilichukua hatua nyingine mbele kwa kuonyesha kwamba inaweza kurekebisha makosa ya hesabu. Walakini, mchakato wenyewe ulileta makosa mapya baadaye. Tatizo la kawaida katika kompyuta ya quantum ni kwamba viwango vya usahihi vya hesabu zao bado havipo ikilinganishwa na mifumo ya zamani. 

Kompyuta zinazotumia biti ( tarakimu mbili, ambazo ni sehemu ndogo zaidi ya data ya kompyuta) zenye hali mbili zinazowezekana (0 na 1) kuhifadhi data huja zikiwa na urekebishaji wa makosa kama kipengele cha kawaida. Wakati kidogo inakuwa 0 badala ya 1 au kinyume chake, aina hii ya makosa inaweza kupatikana na kusahihishwa.

Changamoto katika kompyuta ya quantum ni ngumu zaidi kwani kila biti ya quantum, au qubit, inapatikana kwa wakati mmoja katika hali ya 0 na 1. Ukijaribu kupima thamani yake, data itapotea. Suluhisho linalowezekana la muda mrefu limekuwa ni kuweka qubits nyingi za kimwili katika "qubit ya mantiki" moja (qubits ambazo zinadhibitiwa na algorithms ya quantum). Ingawa qubits za kimantiki zimekuwepo hapo awali, hazikutumika kusahihisha makosa.

Athari ya usumbufu

Taasisi kadhaa za utafiti na maabara za AI zimekuwa zikijifunza jinsi ya kutengeneza qubits za kimantiki ambazo zinaweza kujisahihisha. Kwa mfano, Chuo Kikuu cha Duke chenye makao yake nchini Marekani na Taasisi ya Pamoja ya Quantum iliunda qubit ya kimantiki ambayo inafanya kazi kama kitengo kimoja mwaka wa 2021. Kwa msingi wa msimbo wa kurekebisha makosa ya quantum, makosa yanaweza kutambuliwa na kusahihishwa kwa urahisi zaidi. Zaidi ya hayo, timu ilifanya qubit inayostahimili makosa kuwa na athari zozote mbaya kutoka kwa makosa yaliyosemwa. Matokeo haya yalikuwa mara ya kwanza kwa qubit ya kimantiki kuonyeshwa kuwa ya kuaminika zaidi kuliko hatua nyingine yoyote inayohitajika katika uundaji wake.

Kwa kutumia mfumo wa ion-trap wa Chuo Kikuu cha Maryland, timu iliweza kupoza hadi atomi 32 za kibinafsi kwa leza kabla ya kuzisimamisha kwa kutumia elektroni kwenye chip. Kwa kuendesha kila atomi na leza, waliweza kuitumia kama qubit. Watafiti wameonyesha kuwa miundo ya ubunifu inaweza kutumia kompyuta ya bure ya siku moja kutoka kwa hali yake ya sasa ya makosa. Vikwazo vya kimantiki vinavyostahimili hitilafu vinaweza kusuluhisha dosari katika qubits za kisasa na vinaweza kuwa uti wa mgongo wa kompyuta zinazotegemewa za quantum kwa programu za ulimwengu halisi.

Bila ya kujisahihisha au kujirekebisha kwa kompyuta za quantum, haitawezekana kutengeneza mifumo ya akili ya bandia (AI) ambayo ni sahihi, uwazi na maadili. Kanuni hizi zinahitaji kiasi kikubwa cha data na nguvu ya kompyuta ili kutimiza uwezo wao, ikiwa ni pamoja na kufanya magari yanayojiendesha kuwa salama na mapacha ya dijitali ambayo yanaweza kutumia vifaa vya Internet of Things (IoT).

Athari za kujirekebisha kwa quantum computing

Athari pana za uwekezaji katika urekebishaji wa kiasi cha kompyuta zinaweza kujumuisha: 

• Kutengeneza mifumo ya quantum ambayo inaweza kuchakata kiasi kikubwa cha data huku ikipata makosa katika muda halisi.
• Watafiti wanatengeneza mifumo inayojitegemea ya quantum ambayo sio tu inaweza kujirekebisha lakini kujipima.
• Kuongezeka kwa ufadhili katika utafiti wa kiasi na ukuzaji wa microchip ili kuunda kompyuta zinazoweza kuchakata mabilioni ya habari lakini zinahitaji nishati kidogo.
• Kompyuta za quantum ambazo zinaweza kutegemeza michakato changamano zaidi, ikijumuisha mitandao ya trafiki na viwanda vinavyojiendesha kikamilifu.
• Utumizi kamili wa kiviwanda wa kompyuta ya quantum katika sekta zote. Hali hii itawezekana mara tu makampuni yanapojiamini vya kutosha katika usahihi wa matokeo ya kompyuta ya kiasi ili kuongoza ufanyaji maamuzi au kuendesha mifumo ya thamani ya juu.

Maswali ya kuzingatia

• Je! ni faida gani zingine zinazowezekana za kompyuta thabiti za quantum?
• Je, teknolojia kama hizo zinaweza kuathirije kazi yako katika siku zijazo?