Bojašna kvantna budućnost

Googleov tim za kvantnu umjetnu inteligenciju, predvođen Alexandre Bourassom i Kevinom Satzingerom, objavio je rezultate koji pokazuju implementaciju “bojašnih kodova” za kvantnu korekciju pogrešaka na platformi superprovodnih kvbita. Ovo je važan korak prema razvoju velikih kvantnih računala.

Kvantna korekcija pogrešaka: Ključni element budućih računala

Kvantna korekcija pogrešaka je ključni element za uspjeh velikih kvantnih računala. Omogućuje kombiniranje mnogih “fizičkih kvbita” u jedan “logički kvbit” koji je otporniji na šum. Naš tim je nedavno objavio uspjeh u implementaciji eksperimenta za kvantnu korekciju pogrešaka na površini, koji je premašio potrebni prag performansi za dobivanje prednosti od skaliranja sustava.

Minimizacija fizičkih kvbita

Jedan od ključnih pitanja je kako minimizirati broj fizičkih kvbita po logičkom kvbitu. To je važno za smanjenje fizičkih pogrešaka i brže logičke operacije. Naš tim je razvio “Willow” čip koji poboljšava kvalitetu fizičkih kvbita, što dovodi do manjeg broja potrebnih kvbita i bržih logičkih operacija.

Efikasnost kodova za korekciju pogrešaka

Druga strategija je poboljšanje efikasnosti kodova za korekciju pogrešaka. Naš najnoviji članak u Nature-u, “Skaliranje i logika u bojašnom kodu na superprovodnom kvantnom procesoru”, prikazuje implementaciju “bojašnog koda” koji nudi prednost u odnosu na dobro istraživani površinski kod.

Bojašni kod: Nova alternativa površinskom kodu

Bojašni kod koristi drugačiji geometrijski uzorak mjerenja pariteta (trokutasti komad od šesterokutnih pločica) koji zahtijeva manje fizičkih kvbita i nudi efikasnije logičke kapije od površinskog koda. Međutim, zahtijeva dublje fizičke krugove i drugačiji algoritam dekodiranja.

Geometrija i efikasnost

Metrički korisna mjera za ocjenu koda za korekciju pogrešaka je “udaljenost” koda, koja nam govori koliko fizičkih pogrešaka dovodi do jedne logičke pogreške. Bojašni kod ima manju površinu od površinskog koda iste udaljenosti, što sugerira da zahtijeva manje fizičkih kvbita.

Trgovina: Kompromisi i prednosti

Geometrija bojašnog koda je prednost jer koristi manje fizičkih kvbita za istu udaljenost koda. Međutim, implementacija krugova za korekciju pogrešaka i dekodiranje izlaza je teža u bojašnom kodu. Naš najnoviji članak pokazuje da naš Willow čip, u kombinaciji s najnovijim napretcima u dekodiranju, sada može postići performanse ispod praga koristeći bojašni kod.

Zaključak

Bojašni kod predstavlja važan korak prema razvoju efikasnijih i otpornijih kvantnih računala. Iako postoji nekoliko izazova, naše najnovije rezultate pokazuju da je bojašni kod sposoban postići performanse ispod praga, što otvara put prema većim i efikasnijim kvantnim sustavima.

Česta pitanja

Što je kvantna korekcija pogrešaka?

Kvantna korekcija pogrešaka je tehnika koja omogućuje kvantnim računalima da ispravljaju pogreške koje nastaju zbog šuma i drugih faktora, čime se poboljšava njihova pouzdanost i performanse.

Kako bojašni kod radi?

Bojašni kod koristi drugačiji geometrijski uzorak mjerenja pariteta koji zahtijeva manje fizičkih kvbita i nudi efikasnije logičke kapije od površinskog koda. Međutim, zahtijeva dublje fizičke krugove i drugačiji algoritam dekodiranja.

Koliko je važan Willow čip?

Willow čip je ključan jer poboljšava kvalitetu fizičkih kvbita, što dovodi do manjeg broja potrebnih kvbita i bržih logičkih operacija. To je važno za skaliranje kvantnih sustava i poboljšanje njihovih performansi.

Koji su prednosti i nedostaci bojašnog koda?

Prednosti bojašnog koda uključuju manje potrebne fizičke kvbite i efikasnije logičke kapije. Međutim, implementacija krugova za korekciju pogrešaka i dekodiranje izlaza je teža, što može otežati dostizanje praga performansi.