Эй, любители квантовой физики!
Когда я пил свой утренний кофе, наткнулся на несколько интересных статей о последних достижениях в области квантовых вычислений. Давайте погрузимся во все подробности, хорошо?
Переработка кубитов: революция квантового рециклинга
Исследователи из Atom Computing в сотрудничестве с Microsoft Quantum и другими показали революционный метод повторного использования и замены вспомогательных кубитов во время выполнения схемы. Это как квантовая версия переработки, но со своими особенностями!
Команда достигла до 41 раундов обнаружения ошибок с использованием кодов повторения, сохраняя при этом стабильные показатели ошибки. Они даже смогли подготовить закодированные состояния Белла с логической частотой отказов всего лишь в 0.4%. Вот это настоящее волшебство квантовой механики! ♂️
Одна из самых крутых частей? Они могут пополнять потерянные атомы из внешней ловушки, не нарушая когерентность. Представь себе возможность заменить кубит в середине вычисления без пропусков. Это как иметь квантовую команду поддержки! ️
Логическое вычисление с повторными кодами
Эксперимент использовал модифицированный код повторения, классический протокол коррекции ошибок, для защиты от битовых ошибок. Исследователи умело меняли роли данных и кубитов анкиллы каждый цикл, обеспечивая возможность измерения, охлаждения и замены каждого атома при необходимости. Это «блуждающий код повторения» революционно меняет подход к уменьшению накопления ошибок со временем.
Они также тестировали версии кода с фазочувствительностью и без нее, продемонстрировав способность системы поддерживать стабильные показатели ошибок в нескольких раундах выполнения. Это критически важно для создания надежных квантовых цепей.
Перезагрузка среднего цикла из атомного луча
Одним из наиболее интригующих аспектов этой работы является способность пополнять запас атомов в середине цикла. Для перемещения атомов группа использовала магнитооптическую ловушку (MOT), расположенную на расстоянии 30 сантиметров, с помощью движущегося оптического решетки. Этот процесс обеспечил более чем 95% когерентности, что весьма впечатляет!
Архитектура системы организована по зонам: для операций квантовой логики, зон взаимодействия, зон измерения и зон хранения/загрузки данных — как сборка на квантовом конвейере. Она модульная и позволяет осуществлять условное перемещение атомов в зависимости от обратной связи в реальном времени.
Долгосрочные нейтральные атомные системы
Важность данной работы значительна. Квантовые процессоры нейтральных атомов, несмотря на их подверженность потере атомов, способны достичь практических функций толерантности к ошибкам путем активного управления жизненным циклом кубитов. Это является ключевым шагом в направлении масштабируемой коррекции квантовых ошибок.
Команда не пыталась реализовать полные коды коррекции квантовых ошибок, такие как поверхностный код, но продемонстрировала работу основных физических механизмов. Эти возможности являются существенными строительными блоками для выполнения масштабируемых и отказоустойчивых квантовых алгоритмов.
Адаптивные к шуму квантовые алгоритмы: принятие шума
Еще одна захватывающая статья исследует квантовые алгоритмы, адаптированные к шуму (NAQAs), которые разработаны для использования, а не подавления квантового шума. В шумной среде может быть создано множество низкоэнергетических решений, и NAQAs агрегируют информацию из этих зашумленных выходов, чтобы направлять квантовую систему к улучшенным решениям.
НАКА представляют собой концептуальную аналогию классическому методу кросс-энтропии (CEM), который симулирует распределения через отбор кандидатов и итеративное уточнение. Оба метода, CEM и НАКА, стремятся направлять процесс поиска путем адаптации к шумным выходам.
Фреймворк НАКА включает генерацию образцов, адаптацию задач, повторное оптимизирование и повторение. Наиболее сложной частью является извлечение и агрегирование информации из множества шумных данных для корректировки проблемы оптимизации. Эта корректировка направляет алгоритм к перспективным решениям, избегая менее выгодных.
В то время как модели NAQA показывают хорошие результаты на моделях Изинга Шеррингтона-Киркпатрика (SK), практические задачи часто приводят к моделям Изинга с степенными распределениями степеней, что ставит вопросы о возможности обобщения.
Направления развития НАКА
NKAQ (NAQA) являются по своей сути гибкими и могут быть обогащены за счет интеграции с другими методами оптимизации. Такие техники, как ADAPT-QAOA, используются для получения образцов, которые впоследствии обрабатываются для направления алгоритма в более перспективное русло. 🚀
Стратегии постпроцессинга, такие как корректировка и уточнение калибровки, также могут быть применены к НАКАА для дальнейшего повышения качества решений. Модульность НАКАА указывает на богатое направление будущих исследований с ожидаемыми дополнительными выгодами по мере созревания методов, учитывающих шумы.
Как однажды сказал Ричард Фейнман: «Того, что я не могу создать, я не понимаю.» Квантовое сообщество находится на грани создания действительно удивительных вещей, и это волнующее время, чтобы быть частью всего этого! 🌟
Оставайтесь в курсе новых и захватывающих квантовых разработок. Не забудьте подписаться на мой LinkedIn, чтобы быть в курсе последних исследований в области квантовой физики! 🚀
Лучшее, ✨
Ваш Квантовый Энтузиаст
