Компютерҳои квантии худтаъмиршаванда: бе хатогӣ ва ба хатогиҳо тобовар

• Муаллиф:
• Номи муаллиф

  Пешгӯии Quantumrun
• Феврали соли 14, 2023

Хулосаи фаҳмиш

Ҳисобкунии квантӣ тағирёбии парадигма дар коркарди компютерро ифода мекунад. Ин системаҳо имкон доранд, ки ҳисобҳои мураккабро дар тӯли чанд дақиқа ҳал кунанд, ки барои анҷом додани компютерҳои классикӣ солҳо ва баъзан садҳо сол лозим аст. Бо вуҷуди ин, қадами аввалин дар фароҳам овардани иқтидори пурраи технологияҳои квантӣ ин кафолат додани онҳост, ки онҳо тавонанд худсарона таъмир кунанд.

Контексти ҳисоббарории квантии худтаъмиршаванда

Дар соли 2019 чипи Google Sycamore, ки дорои 54 кубит аст, тавонист дар 200 сония ҳисоберо анҷом диҳад, ки маъмулан барои анҷом додани як компютери классикӣ 10,000 XNUMX сол лозим аст. Ин дастовард катализатори бартарии квантии Google буд ва дар саросари ҷаҳон ҳамчун як пешрафт дар компютерҳои квантӣ эътироф гардид. Баъдан, ин ба таҳқиқот ва пешрафтҳои минбаъда дар ин соҳа мусоидат кард.

Дар соли 2021, Sycamore як қадами дигар ба пеш гузошта, нишон дод, ки он метавонад хатогиҳои ҳисобкуниро ислоҳ кунад. Бо вуҷуди ин, худи раванд пас аз он хатогиҳои навро ба вуҷуд овард. Мушкилоти маъмулӣ дар ҳисоббарории квантӣ дар он аст, ки суръати дақиқии ҳисобҳои онҳо дар муқоиса бо системаҳои классикӣ ҳанӯз вуҷуд надорад. 

Компютерҳое, ки битҳоро (рақамҳои дуӣ, ки хурдтарин воҳиди маълумоти компютерӣ мебошанд) бо ду ҳолати имконпазир (0 ва 1) барои нигоҳ доштани маълумот истифода мебаранд, ҳамчун як хусусияти стандартӣ бо ислоҳи хатогӣ муҷаҳҳаз шудаанд. Вақте ки бит ба ҷои 0 1 мешавад ё баръакс, ин навъи хаторо метавон дастгир ва ислоҳ кард.

Мушкилот дар ҳисоббарории квантӣ мураккабтар аст, зеро ҳар як бит ё кубит ҳамзамон дар ҳолати 0 ва 1 мавҷуд аст. Агар шумо кӯшиш кунед, ки арзиши онҳоро чен кунед, маълумот гум мешавад. Як ҳалли потенсиалии дарозмуддат ин гурӯҳбандии бисёре аз кубитҳои физикӣ ба як “кубити мантиқӣ” буд (кубитҳое, ки аз ҷониби алгоритмҳои квантӣ идора карда мешаванд). Гарчанде ки кубитҳои мантиқӣ қаблан вуҷуд доштанд, онҳо барои ислоҳи хатогӣ истифода нашудаанд.

Таъсири вайронкунанда

Якчанд муассисаҳои тадқиқотӣ ва лабораторияҳои AI меомӯзанд, ки чӣ тавр сохтани кубитҳои мантиқӣ, ки метавонанд худро ислоҳ кунанд. Масалан, Донишгоҳи Дюки ИМА ва Институти муштараки квантӣ як қубити мантиқӣ сохтанд, ки дар соли 2021 ҳамчун як воҳиди ягона кор мекунад. Бо такя ба коди ислоҳи хатогиҳои квантӣ, хатогиҳоро ба осонӣ ошкор ва ислоҳ кардан мумкин аст. Илова бар ин, даста қубитро ба хатогиҳо таҳаммул кард, то ҳама гуна таъсири манфии хатогиҳои зикршударо дошта бошад. Ин натиҷа бори аввал буд, ки кубити мантиқӣ нисбат ба ҳама қадамҳои дигари зарурӣ дар эҷоди он эътимодноктар аст.

Бо истифода аз системаи ион-доми Донишгоҳи Мэриленд, даста тавонист то 32 атоми алоҳидаро бо лазерҳо сард кунад, то онҳоро дар болои электродҳо дар чип таваққуф кунад. Бо истифода аз ҳар як атом бо лазерҳо, онҳо тавонистанд онро ҳамчун кубит истифода баранд. Муҳаққиқон нишон доданд, ки тарҳҳои инноватсионӣ метавонанд дар як рӯз ҳисоббарории квантиро аз ҳолати кунунии хатогиҳо озод кунанд. Кубитҳои мантиқии ба хатоҳо таҳаммулпазир метавонанд дар атрофи камбудиҳои кубитҳои муосир кор кунанд ва метавонанд асоси компютерҳои квантии боэътимод барои замимаҳои ҷаҳонии воқеӣ бошанд.

Бидуни компютерҳои квантии худ ислоҳшаванда ё худтаъмиркунанда, сохтани системаҳои зеҳни сунъӣ (AI) ғайриимкон мебуд, ки дақиқ, шаффоф ва ахлоқӣ бошанд. Ин алгоритмҳо барои иҷрои потенсиали худ миқдори зиёди маълумот ва қудрати ҳисоббарориро талаб мекунанд, аз ҷумла бехатарии мошинҳои мустақил ва дугоникҳои рақамӣ, ки дастгоҳҳои Интернети ашёро (IoT) дастгирӣ мекунанд.

Оқибатҳои ҳисоббарории квантии худтаъмиршаванда

Оқибатҳои васеътари сармоягузорӣ дар компютерҳои худтаъмиркунандаи квантӣ метавонанд инҳоро дар бар гиранд: 

• Таҳияи системаҳои квантӣ, ки метавонанд ҳаҷми бештари маълумотро ҳангоми дарёфти хатогиҳо дар вақти воқеӣ коркард кунанд.
• Тадқиқотчиён системаҳои автономии квантиро таҳия мекунанд, ки на танҳо метавонанд худтанзимкуниро таъмир кунанд, балки худтанзимкунӣ кунанд.
• Маблағгузории афзоянда дар таҳқиқоти квантӣ ва таҳияи микрочипҳо барои эҷоди компютерҳое, ки метавонанд миллиардҳо иттилоотро коркард кунанд, аммо энергияи камтарро талаб кунанд.
• Компютерҳои квантӣ, ки метавонанд равандҳои мураккабтарро боэътимод дастгирӣ кунанд, аз ҷумла шабакаҳои трафик ва корхонаҳои пурра автоматӣ.
• Истифодаи пурраи саноатии ҳисоббарории квантӣ дар тамоми бахшҳо. Ин сенария танҳо вақте имконпазир мегардад, ки ширкатҳо ба дурустии натиҷаҳои ҳисоббарории квантӣ барои роҳнамоӣ дар қабули қарор ё истифодаи системаҳои арзишманд эътимоди кофӣ эҳсос кунанд.

Саволҳо барои баррасӣ

• Дигар бартариҳои эҳтимолии компютерҳои квантии устувор кадомҳоянд?
• Чунин технологияҳо ба кори шумо дар оянда чӣ гуна таъсир карда метавонанд?