นักวิจัยได้สร้างสถิติใหม่เกี่ยวกับการพัวพันกับควอนตัม ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้เข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นอีกก้าวหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการพัน "คิวบิตเชิงตรรกะ" จำนวน 24 ตัว ซึ่งเป็นข้อมูลควอนตัมบิตที่มีข้อผิดพลาดต่ำซึ่งสร้างขึ้นโดยการรวมคิวบิตทางกายภาพหลายตัวเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นจำนวนสูงสุดที่เคยทำได้จนถึงปัจจุบัน
พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าคิวบิตแบบลอจิคัลสามารถรักษาการแก้ไขข้อผิดพลาดได้เมื่อจำนวนคิวบิตเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่ระบบควอนตัมที่ใหญ่ขึ้นและทนทานต่อข้อผิดพลาดมากขึ้น นักวิจัยให้รายละเอียดงานของพวกเขาในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายนในฐานข้อมูลก่อนพิมพ์อาร์เอ็กซ์-
แม้จะมีคำสัญญาอันน่าเหลือเชื่อของยังคงมีอุปสรรคสำคัญหลายประการที่ขวางทางอยู่- หนึ่งในอุปสรรคเหล่านี้คือการควบคุม— หน่วยพื้นฐานของข้อมูลควอนตัม — ซึ่งยากมาก
แตกต่างจากไบนารี่ 1 และ 0 ของบิตคอมพิวเตอร์แบบเดิม qubits ทำงานบนชุดกลไกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง —พูดให้ถูกก็คือ แม้ว่าคิวบิตสามารถมีได้เป็น 1 และ 0 แต่ก็สามารถมีอยู่เป็นทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกันได้ ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าทำให้การวัดคิวบิตเป็นความท้าทายที่สำคัญ
ที่เกี่ยวข้อง:
ปรากฏการณ์ควอนตัมอีกสองประการ การเชื่อมโยงกัน และให้โยนประแจเพิ่มเติมเข้าไปในงาน การเชื่อมโยงกันคือการวัดระยะเวลาที่คิวบิตคงสถานะที่ต้องการซึ่งจำเป็นต่อการประมวลผลการคำนวณควอนตัม เวลาที่เชื่อมโยงกันมักจะวัดในเศษส่วนของวินาทีและสามารถถูกรบกวนด้วยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย
เมื่อคิวบิตสูญเสียการเชื่อมโยงกัน ก็มักจะสูญเสียความพัวพันเช่นกัน ซึ่งเป็นกลไกที่ทำให้สถานะของควิบิตหนึ่งเชื่อมโยงโดยตรงกับสถานะของอีกตัวหนึ่ง การสูญเสียการเชื่อมโยงกันและความยุ่งเหยิงนี้ส่งผลเสียต่อความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการคำนวณที่แม่นยำและเชื่อถือได้
ป้อนควิบิตเชิงตรรกะ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ให้ความสำคัญกับคิวบิตเชิงตรรกะมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นวิธีการเอาชนะความเปราะบางของคิวบิตทางกายภาพ
ในขณะที่คิวบิตทางกายภาพมักประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุเช่นไอออนหรือวงจรคิวบิตแบบลอจิคัลถูกสร้างขึ้นโดยการเข้ารหัสข้อมูลควอนตัมผ่านคิวบิตทางกายภาพหลายตัว สถาปัตยกรรมนี้มีระบบแก้ไขข้อผิดพลาด ดังนั้นหากคิวบิตหนึ่งไม่เสถียรหรือสูญเสียข้อมูล คิวบิตอื่นๆ จะสามารถตรวจจับและแก้ไขได้
นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการพัวพันกับคิวบิตลอจิคัล 24 ตัวที่ทำลายสถิติโดยใช้ "โปรเซสเซอร์ควอนตัมอะตอมเป็นกลาง" ของ Atom Computing ซึ่งประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลควอนตัมโดยการจัดการแต่ละบุคคลด้วยเลเซอร์ และ "ระบบ qubit-virtualization" ของ Microsoft ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ที่ช่วยจัดการและรักษาเสถียรภาพของ qubit โดยการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์
แม้ว่า 24 คิวบิตอาจดูไม่มากนัก แต่ความสามารถในการพัวพันกับคิวบิตเชิงตรรกะจำนวนมากนี้ ถือเป็นก้าวสำคัญในการสร้างความสามารถในการปรับขนาดนักวิจัยกล่าวว่า
"การประมวลผลควอนตัมที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสามารถในการแก้ไขปัญหาการคำนวณขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้เกิดคุณค่าทางวิทยาศาสตร์และเศรษฐกิจนอกเหนือจากการประมวลผลแบบคลาสสิก และจำเป็นต้องบูรณาการเทคโนโลยีขั้นสูงหลายรายการและอัลกอริธึมการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัม เพื่อมอบทรัพยากรการประมวลผลที่เชื่อถือได้เพียงพออย่างยั่งยืน ตัวแทนของอะตอมกล่าวคำสั่ง- "ด้วยผลลัพธ์เหล่านี้ [เรา] ได้แสดงให้เห็นแล้วถึงส่วนประกอบสำคัญทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสนับสนุนการแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัม"
นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าคิวบิตเชิงตรรกะสามารถทำงานที่ซับซ้อนและควบคุมข้อผิดพลาดตามขนาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างไร โดยใช้ระบบ Atom เดียวกัน พวกเขาสร้างและดำเนินการคำนวณบน 28 คิวบิตเชิงตรรกะ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเป็นไปได้ที่จะเนื่องจากระบบควอนตัมมีประสิทธิภาพและซับซ้อนมากขึ้น
"ด้วยการเชื่อมโยงคิวบิตอะตอมเป็นกลางที่ล้ำสมัยเข้ากับระบบการจำลองเสมือนคิวบิตของ Microsoft ทำให้เราสามารถนำเสนอคิวบิตเชิงตรรกะที่เชื่อถือได้บนเครื่องควอนตัมเชิงพาณิชย์ได้"เบน บลูมผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ Atom Computing กล่าวในคำแถลง- "ระบบนี้จะช่วยให้เกิดความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในหลายสาขา รวมถึงเคมีและวัสดุศาสตร์"
