Microsoft: Dlaczego trudno jest zbudować komputery kwantowe

Naukowcy z Microsoft twierdzą, że dokonali postępu, który przybliża praktyczne komputery kwantowe o krok do rzeczywistości, ale eksperci twierdzą, że dziedzina ta jest wciąż w powijakach.

Zespoły na całym świecie są wyścigi w budowie komputerów kwantowych które mogłyby przewyższać klasyczne komputery. Jednak wysokie poziomy błędów utrudniają wysiłki mające na celu zbudowanie niezawodnego komputera kwantowego. Teraz Badacze Microsoftu twierdzą, że dokonali przełomu które mogłyby zwiększyć niezawodność komputerów kwantowych.

„Chociaż Microsoft udostępnił niedawno kilka interesujących wyników eksperymentów, nie zademonstrował jeszcze funkcjonalnego kubitu, a tym bardziej wielu kubitów wykonujących obwód kwantowy” – dodał. Pawła Lipmana, dyrektor handlowy w firmie zajmującej się komputerami kwantowymi

Przegięcie, powiedział Lifewire e-mailem. „Powinniśmy jednak pochwalić wszelkie wysiłki zmierzające do ostatecznego celu, jakim jest wielkoskalowy komputer kwantowy z korekcją błędów. Takie urządzenie zmieni świat na lepsze i jest zdecydowanie za wcześnie, aby określić, które podejście ostatecznie się sprawdzi. W rzeczywistości może się zdarzyć, że różne podejścia okażą się odpowiednie w różnych przypadkach użycia.”

Skok kwantowy?

Inżynierowie Microsoftu poinformowali, że opracowali nowy sposób reprezentowania kubitu logicznego ze stabilnością sprzętową. Urządzenie potrafi indukować fazę materii charakteryzującą się Tryby zerowe Majorany, fermion. Wykorzystanie tego typu materii może pomóc w produkcji superkomputerów kwantowych o niskim poziomie błędów.

Microsoft twierdzi, że stworzył sposób na reprezentację kubity I nałożenie w połączeniu ze stabilnością sprzętu, która byłaby wymagana, aby „legalnie zacząć zmierzać w kierunku komercyjnego komputera kwantowego” Michał Nizich, dyrektor Centrum Innowacji Przedsiębiorczości i Technologii przy ul Instytut Technologii Nowego Jorku, napisano w e-mailu do Lifewire.

„Do chwili obecnej złożone rozwiązania sprzętowe stosowane w komputerach kwantowych opartych na badaniach były podatne na błędy ze względu na ich złożoność, a odkrycia Microsoftu mogą umożliwienie kolejnej fazy dyskusji na temat dostępnych na rynku procesorów kwantowych i, co ważniejsze, w przypadku firmy Microsoft, Quantum Operating Systems (QOS), zaczynać."

W sercu obliczenia kwantowe to fizyka realnego kubitu, kwantowa wersja klasycznego bitu binarnego, Billa Lawrence’a, CISO firmy zajmującej się cyberbezpieczeństwem Hopr powiedział Lifewire e-mailem. Kubity działają w sferze fizyki kwantowej, podczas gdy fizyka klasyczna jest kolebką konwencjonalnych obliczeń.

Konwencjonalne komputery pracują w temperaturze pokojowej, a „bit” jest podstawową jednostką służącą do przechowywania i obliczeń. Jest to „1” lub „0”, a ciągi bitów mogą reprezentować liczby, znaki, obrazy, dźwięk itp., które mogą być przechowywane i przetwarzane przez konwencjonalne procesory komputerowe.

Komputery kwantowe działają w dziedzinie kwantowej fizyki subatomowej, gdzie coś może być jednocześnie cząstką lub falą, powiedział Lawrence. Obiekty w tak małej skali mogą znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie, a ich dokładność jest ograniczona Wartość wielkości fizycznej można przewidzieć przed jej pomiarem, mając pełny zestaw wartości początkowych warunki. Komputery kwantowe używają kubitów, które radzą sobie ze wszystkimi możliwymi wartościami każdego kubitu jednocześnie, ale w sposób zinterpretowany przez procesor kwantowy w celu szybkiego rozwiązywania złożonych problemów.

Kubity pasterskie

Używanie kubitów w komputerach jest niezwykle trudne. Kubity są niezwykle wrażliwe na szum i utrzymują swój stan kwantowy zazwyczaj przez bardzo krótkie okresy – zauważył Lipman. Powiedział, że największe obecnie dostępne komputery kwantowe składają się wyłącznie z kilkaset hałaśliwych kubitów fizycznych.

Dziesiątki konkurencyjnych firm inwestują pieniądze w badania technologie kubitowei prawdopodobnie istnieje kilkanaście bardzo różnych podejść do technologii kubitów, powiedział Lawrence.

„Twierdzenie Microsoftu wydaje się interesujące, ale także kontrowersyjne, ponieważ twierdzi, że rozwiązuje bardzo ważne problemy związane z poziomem błędów, opierając się na nowo odkrytej «nieuchwytnej cząstce»” – dodał. „Oznaczałoby to, że nadal potrzebne będą znaczące badania i rozwój”.

Stworzenie komercyjnie wartościowego komputera kwantowego będzie wymagało milionów niemal doskonałych kubitów, z wykwintnymi kontrola ich stanu kwantowego i szumu oraz wyrafinowane podejście do łagodzenia i korekcji błędów, – stwierdził Lipman.

„Zbiorowe wysiłki świata w dziedzinie obliczeń kwantowych zostały opisane jako„ strzał na Księżyc ”” – dodał. „Jednak wyzwania naukowe i inżynieryjne wymagane do realizacji tego marzenia o informatyce kwantowej są prawdopodobnie znacznie trudniejsze niż te wymagane do wysłania ludzi na Księżyc”.