นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาได้ไขปัญหาเก่าแก่นับสิบปีที่อาจทำให้แนวคิดเรื่อง "ฮาร์ดไดรฟ์ควอนตัม" เข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น
โซลูชันนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบแก้ไขข้อผิดพลาดรูปแบบใหม่เพื่อให้มีเสถียรภาพ— องค์ประกอบสำคัญของ— ต่อต้านการแทรกแซง การเอาชนะอุปสรรคสำคัญที่ต้องเผชิญกับการพัฒนาในทางปฏิบัติ-
หากปรับขนาดได้สำเร็จ เทคนิคนี้สามารถปูทางไปสู่ระบบหน่วยความจำควอนตัมที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมปริมาณมหาศาลได้ นักวิจัยอ้างในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายนในวารสาร-
“ความก้าวหน้านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้ เนื่องจากช่วยให้สามารถสร้างระบบหน่วยความจำควอนตัมที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น” นักวิจัยกล่าวในคำสั่ง- "ด้วยการลดค่าใช้จ่ายคิวบิตทางกายภาพ การค้นพบนี้ปูทางไปสู่การสร้าง 'ฮาร์ดไดรฟ์ควอนตัม' ที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ซึ่งเป็นระบบหน่วยความจำควอนตัมที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมจำนวนมหาศาลได้อย่างน่าเชื่อถือ"
ที่เกี่ยวข้อง:
หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในการคำนวณควอนตัมอยู่ที่การจัดการข้อผิดพลาดที่ขัดขวางการคำนวณ
คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาศัยคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยเล็กๆ ของข้อมูลควอนตัมคล้ายกับบิตในคอมพิวเตอร์คลาสสิก ซึ่งมีความไวอย่างไม่น่าเชื่อต่อการรบกวนสิ่งแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า แม้แต่การหยุดชะงักเพียงเล็กน้อยต่อสถานะควอนตัมที่ละเอียดอ่อนของ qubit ก็อาจส่งผลให้ข้อมูลสูญหายและข้อผิดพลาดในระบบควอนตัมได้
เป็นเวลาหลายปีแล้วที่นักวิจัยได้พยายามหาวิธีที่จะรักษาคิวบิตเหล่านี้และข้อมูลควอนตัมที่พวกมันเก็บไว้ให้มีเสถียรภาพ การแก้ไขข้อผิดพลาดในระบบควอนตัมโดยทั่วไปทำได้โดยการจัดระเบียบคิวบิตในโครงสร้างขัดแตะที่ตาม "โค้ด" ทอพอโลยี จุดมุ่งหมายคือการชนะ "การแข่งขันทางอาวุธ" โดยใช้คิวบิตทางกายภาพให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อจัดการกับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น นักวิจัยอธิบาย
อย่างไรก็ตาม วิธีการแก้ไขข้อผิดพลาด 3 มิติในปัจจุบันสามารถจัดการได้เฉพาะข้อผิดพลาดในคิวบิตบรรทัดเดียวเท่านั้น ซึ่งจำกัดจำนวนข้อผิดพลาดที่สามารถจัดการได้เมื่อระบบเติบโตขึ้น นักวิจัยเอาชนะปัญหานี้ด้วยการพัฒนาสถาปัตยกรรมการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ใช้โครงข่าย 3 มิติของคิวบิตที่จัดระเบียบโดยรหัสทอพอโลยีที่ช่วยให้ข้อผิดพลาดได้รับการแก้ไขบนพื้นผิวสองมิติภายในโครงสร้าง 3 มิติ แทนที่จะเป็นเพียงในมิติเดียว
โครงสร้างนี้สามารถจัดการกับข้อผิดพลาดได้มากขึ้นเมื่อระบบเติบโตขึ้นโดยการแก้ไขบนพื้นผิวสองมิติที่กว้างขึ้นภายในโครงตาข่าย 3 มิติ ทำให้สามารถปรับขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นักวิจัยกล่าว
“ยังคงมีอุปสรรคสำคัญที่ต้องเอาชนะในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากล หนึ่งในสิ่งที่ใหญ่ที่สุดคือเราจำเป็นต้องใช้คิวบิตส่วนใหญ่ — สวิตช์ควอนตัมที่เป็นหัวใจของเครื่องจักร — เพื่อระงับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในเรื่องของ หลักสูตรด้านเทคโนโลยี” ผู้เขียนนำโดมินิก วิลเลียมสันนักวิจัยจาก University of Sydney Nano Institute และ School of Physics กล่าวในแถลงการณ์
“สถาปัตยกรรมควอนตัมที่เรานำเสนอจะต้องใช้คิวบิตน้อยลงเพื่อระงับข้อผิดพลาดมากขึ้น และปลดปล่อยมากขึ้นเพื่อการประมวลผลควอนตัมที่มีประโยชน์”
ศาสตราจารย์สตีเฟน บาร์ตเลตต์นักทฤษฎีควอนตัมและผู้อำนวยการสถาบันนาโนแห่งมหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าวเสริมในแถลงการณ์ว่า "ความก้าวหน้านี้สามารถช่วยเปลี่ยนวิธีการสร้างและดำเนินการคอมพิวเตอร์ควอนตัม ทำให้เข้าถึงและใช้งานได้จริงมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การเข้ารหัสไปจนถึงความซับซ้อน การจำลองระบบควอนตัมหลายร่างกาย"
