Кубитите се държаха заедно, като им викаха микровълни

Не този вид микровълнова, разбира се. Увеличи / Не това вид микровълнова, разбира се. Мат Пол Пол Аргал

Компании като IBM и Google са скочили при възможността да го направят изграждане на квантови компютри за играчки. Те са създали хубави интерфейси можете да играете квантови компютърни игри. Рамките за достъп, които имат при условие ме кара да се чувствам сякаш предстои да избухнем в полезно квантови компютри.

Публичният интерфейс обаче крие сравнително бавното напредък в решаването на хардуерни проблеми. По-специално, кубитите не живеят много дълго, така че не могат да се правят много изчисления. Сега, в много приятна работа, екип от изследователи от Китай положиха заедно кубити, които продължават около 10-15 пъти по-дълго.

Случаят с изчезващите кубити

За да заобиколим този резултат, трябва да разберем три основни характеристики на начина, по който информацията се съхранява и обработва в квантове компютри. Информацията се съхранява в кубити, но кубит не просто задръжте едно или нула; наистина е вероятност да бъдеш а една или нула. Изчисленията се извършват чрез промяна на вероятност кубитът да е едно или нула, когато е измерено.

Втори важен момент е, че по време на изчислението кубитът всички вероятности са свързани помежду си – измерване на един кубит ограничава (или дори разкрива) стойността на свързаните кубити.

Трета характеристика е, че между изчислителните операции, вероятностите не остават постоянни. Вместо това те са като люлки, колебание между единство (винаги ще измервате кубита, който ще бъдете един) и нула (винаги ще измервате кубита за нула). Изчисляването зависи от измерването в точното време.

Тъй като кубитите са свързани – така че не могат да се завъртат назад и напред в изолация – те трябва да се завъртат заедно, в противен случай свързаните вероятности между кубитите ще се счупят. След като се счупят, вече не можете да изчислите нищо.

Шумът също играе роля. Шумът бута люлки, произволно ускоряването или забавянето им. Всеки кубит бавно (или не толкова бавно) се движи извън синхрон със съседите си. Не мога, въз основа на сумата от времето, когато кубитът е оставен да се люлее, прогнозирайте вероятността на един кубит вече. Ефективно, количествеността на кубитът си отиде.

В резултат на тези проблеми, вид кубит, че изследователите в използваната работа обикновено траят около пет микросекунди. Типичната операция отнема около 20 наносекунди. Че предполага нещо като по-малко от 300 операции на порта преди кубит е безполезен.

Разтърсва се до микровълнов барабан

За да поддържат кубитите в синхрон един с друг, изследователите прилагайте непрекъснат сигнал за микровълнова печка. Шумът все още води кубитите не са синхронизирани, но ефектът е много по-малък за всеки дадено време. Не само това, но прилагането на този трик позволява изследователите да използват други подходи за намаляване на шума.

Когато всичко това беше приложено, изследователите откриха, че тяхното кубитната система е стабилна поне 36 микросекунди. Те също показаха, че могат да поддържат два кубита в синхрон повече от 60 микросекунди при извършване на операции на портата.

Изчисленията се оказаха надеждни с високи верности, също. Вярността е вероятността една операция да продължи правилно – изпълнявам операция, която трябва да доведе до кубит в a конкретно състояние, след това проверявам колко често всъщност получавам това състояние. Степента на успех е вярността. Изследователите получават верности са доста високи (над 0,97), въпреки че все още не са достатъчно високи. Да го кажа в перспектива, след 10 операции, вероятността кубитът е в целевото състояние е само около 70 процента.

Целта тук е да се постигнат многократни верности за еднократна работа 0.99. Ако можете да направите това, тогава може да сте в състояние да приемете случайна грешка. Множеството изпълнения на един и същ код трябва да позволяват правилен резултат, който трябва да се определи. Ако това не може да се постигне, тогава трябва да се въведат скъпи схеми за коригиране на грешки. За тези схеми, за всеки изчислителен кубит, пет до девет грешка са необходими кубити за корекция, което е режийни разходи, които бихме искали всички обичат да избягват.

Поставяме всичко заедно

Технологията, демонстрирана в този документ, е в основата си същата както се използва от IBM (работата, представена тук, не е на IBM). Най- архитектурата има доста гъвкавост: кубитите могат да бъдат свързани и прекъснати една от друга, което означава, че операциите на един кубит не добавяйте шум към изключените кубити.

Това изследване позволява кубитите да се поддържат синхронно, дори и те са изключени един от друг. Това разширява броя на операции, които квантовият компютър може да извършва и намалява шанс четенето на кубита да съдържа грешки.

Изследователите също спекулират с бъдещи подобрения за своите собствен вкус на кубит. Те смятат, че с някакво преработване, това е така може да е възможно да получите още едно увеличение във фактор на две че кубитите остават в синхрон. Ако могат да направят това, тогава верността на единичните порти ще стане достатъчно висока, за да бъде много полезен.

Писма за физически преглед, 2018 г., DOI: 10.1103 / PhysRevLett.121.130501 (За DOI)

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: