Microsoft: miks on raske kvantarvuteid ehitada?

Microsofti teadlased väidavad, et on teinud edusamme, mis viib praktilised kvantarvutid reaalsusele sammukese lähemale, kuid ekspertide sõnul on see valdkond alles lapsekingades.

Meeskonnad üle maailma on võidujooks kvantarvutite ehitamiseks mis võiksid ületada klassikalisi arvuteid. Kuid kõrge veamäär on takistanud jõupingutusi usaldusväärse kvantarvuti ehitamiseks. Nüüd Microsofti teadlaste sõnul on nad teinud läbimurde mis võiks muuta kvantarvutid töökindlamaks.

"Kuigi Microsoft on hiljuti jaganud huvitavaid katsetulemusi, ei ole nad veel demonstreerinud toimivat kubitti, veel vähem kvantahelat käivitavat mitut kubitti." Paul Lipman, kvantarvutite ettevõtte ärijuht Kääne, ütles Lifewire'ile e-posti teel. "Siiski peaksime kiitma kõiki jõupingutusi suuremahulise veaparandusega kvantarvuti lõpliku eesmärgi nimel. Selline seade muudab maailma paremaks ja veel on liiga vara öelda, milline lähenemisviis lõpuks välja osutub. Tegelikult võib juhtuda, et erinevad lähenemisviisid osutuvad erinevatel kasutusjuhtudel sobivateks."

Kvanthüpe?

Microsofti insenerid teatasid, et nad on loonud uue viisi loogilise kubiti esitamiseks riistvaralise stabiilsusega. Seade võib indutseerida aine faasi, mida iseloomustab Majorana nullrežiimid, fermion. Seda tüüpi aine kasutamine võib aidata toota madala veamääraga kvant-superarvuteid.

Microsoft väidab, et nad on loonud viisi esindamiseks kubitid ja superpositsioon kombineerituna riistvara stabiilsusega, mida on vaja, et "seaduspäraselt alustada liikumist kaubandusliku kvantarvuti poole". Michael Nizich, ettevõtluse ja tehnoloogia innovatsioonikeskuse direktor New Yorgi Tehnoloogiainstituut, öeldi Lifewire'ile saadetud meilis.

"Seni on uurimispõhistes kvantarvutites kasutatavates keerukates riistvaralahendustes oma keerukuse tõttu esinenud vigu ja Microsofti avastused võivad võimaldada kaubanduses saadaolevate kvantprotsessorite ja, mis veelgi olulisem, Microsofti jaoks Quantum Operating Systems (QOS) arutelude järgmine etapp. alustada."

Keskmes kvantarvutus on elujõulise kubiidi füüsika, klassikalise binaarbiti kvantversioon, Bill Lawrence, küberturvalisuse ettevõtte CISO Hopr ütles Lifewire'ile meili teel. Kubitid tegutsevad kvantfüüsika valdkonnas, samas kui klassikaline füüsika on tavapärase andmetöötluse kodu.

Tavalised arvutid töötavad toatemperatuuril ja "Bit" on salvestus- ja arvutusseade. See on kas "1" või "0" ja bittide jadad võivad tähistada numbreid, märke, pilte, heli jne, mida tavalised arvutiprotsessorid saavad salvestada ja nendega manipuleerida.

Kvantarvutid töötavad kvantsubatomilise füüsika valdkonnas, kus miski võib olla samaaegselt osake või laine, ütles Lawrence. Selle väikese skaalaga objektid võivad asuda korraga kahes kohas ja on piirid, kui täpselt füüsikalise suuruse väärtust saab ennustada enne selle mõõtmist, arvestades täielikku algväärtust tingimused. Kvantarvutid kasutavad kubite, mis käsitlevad iga kubiti kõiki võimalikke väärtusi samaaegselt, kuid viisil, mida kvantprotsessor suudab keerukate probleemide kiireks lahendamiseks tõlgendada.

Qubitsi karjatamine

Kubitite kasutamine arvutites on uskumatult keeruline. Lipman märkis, et kubitid on müra suhtes äärmiselt tundlikud ja hoiavad oma kvantolekut tavaliselt väga lühikest aega. Ta ütles, et suurimad praegu saadaolevad kvantarvutid koosnevad ainult paarsada mürarikast füüsilist kubitti.

Kümned konkureerivad ettevõtted valavad uurimisraha sisse qubit tehnoloogiad, ja tõenäoliselt on käimas üle tosina väga erineva kubititehnoloogia lähenemisviisi, ütles Lawrence.

"Microsofti väide näib olevat huvitav, kuid ka vastuoluline, kuna väidetakse, et see lahendab väga olulised veamäära probleemid, tuginedes äsja avastatud "tabamatule osakesele", " lisas ta. "See tähendaks, et endiselt on vaja märkimisväärset uurimis- ja arendustegevust."

Kaubanduslikult väärtusliku kvantarvuti loomiseks on vaja miljoneid peaaegu täiuslikke kubitte, millel on suurepärased nende kvantoleku ja müra kontroll ning keerukad lähenemisviisid vigade leevendamiseks ja parandamiseks, ütles Lipman.

"Maailma kollektiivseid kvantarvutite jõupingutusi on kirjeldatud kui "kuuvõtet"," lisas ta. "Selle kvantarvutite unistuse elluviimiseks vajalikud teaduslikud ja insenertehnilised väljakutsed on aga vaieldamatult palju raskemad kui need, mis on vajalikud inimeste Kuule viimiseks."