Эй, любители квантовой механики!
Только что наткнулся на некоторые увлекательные исследования, которые вызывают фурор в квантовом мире. Давайте углубимся в тему!
Переиспользование Анкиллае, замена потерь
Итак, оказывается, лозунг «сокращай, используй повторно, перерабатывай» не только для повседневных экологических усилий. Теперь он проникает и в квантовый мир!
Команда Atom Computing в сотрудничестве с Microsoft Quantum и другими продемонстрировала революционную технику повторного использования и замены вспомогательных кубитов (анилли) во время работы схемы. Это имеет большое значение, поскольку позволяет проводить длительные отказоустойчивые квантовые операции на процессорах нейтральных атомов.
Они смогли достичь до 41 раундов обнаружения ошибок с помощью кодов повторения при сохранении стабильных уровней ошибки. Ещё более впечатляюще, они могли подготовить закодированные состояния Белла с логической частотой отказов всего 0,4%. Это серьёзное квантовое волшебство! ♂️
Но подождите, это еще не все! При потере атомов они могли быть автоматически заменены из ближайшей зоны хранения с использованием обратной связи в реальном времени. Это означает, что система может продолжать работу даже при потере атомов, что является значительным шагом вперед в повышении надежности систем нейтральных атомов.
Логическое вычисление с повторными кодами
Команда использовала модифицированную форму кода повторения, классического протокола коррекции ошибок, для защиты от битовых инверсий (ошибок). Они настроили схему таким образом, что роли данных и вспомогательных кубитов менялись каждый цикл, обеспечивая возможность измерения, охлаждения и замены каждого атома по мере необходимости.
Они протестировали две версии кода: одну, которая игнорировала фазовые ошибки, и другую, где использовались гейты Хадарда для обнаружения сдвигов фазы. Показатели ошибок оставались стабильными на протяжении нескольких раундов, демонстрируя, что система способна справляться с многократным обнаружением ошибок без ухудшения со временем.
Они даже смогли подготовить высокоточные запутанные состояния, конкретно логически закодированные состояния Белла, используя метод, называемый подготовкой состояний с помощью сигнала оповещения. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вспомогательные кубиты обнаружения ошибок не укажут на успех.
Смена позиции перезарядки из атомного луча
Одна из самых крутых вещей, которые они продемонстрировали, — это возможность пополнять запас атомов в середине цепи. Ранее считалось, что это слишком разрушительно для поддержания квантовой когерентности, но им удалось сделать это с помощью магнито-оптической ловушки (MOT), расположенной на расстоянии 30 сантиметров. 🚀
Весь процесс, включая столкновения с помощью света для обеспечения одноатомного заполнения и обратной связи в реальном времени, поддерживал когерентность выше 95%. Это революционный прорыв для нейтральных атомных систем, поскольку это позволяет сохранять квантовую информацию дольше, чем время жизни любого отдельного атома. ⏰
Архитектурный подход к разработке: зональный и модульный
Исследователи говорят о зональной архитектуре, которая похожа на квантовую сборочную линию. Квантовый процессор состоит из отдельных физических областей для операций квантовой логики, зон взаимодействия, зон измерения и зон хранения и загрузки атомов. Атомы перемещаются между этими зонами с помощью подвижных пинцетов.
Эта модульная структура изолирует чувствительные квантовые операции от потенциально разрушительных этапов, таких как измерение или загрузка, позволяя условное перемещение атомов на основе обратной связи в реальном времени. Это умный способ обеспечения отказоустойчивости операций.
Долгосрочные нейтральные атомные системы
Влияние этой работы значительно. Нейтральные атомные квантовые процессоры, несмотря на их склонность к потере атомов, могут достигать практических отказоустойчивых характеристик за счет активного управления жизненными циклами кубитов. Это значит, что измерения в середине вычисления, сброс и замена атомов вместе позволяют квантовой информации сохраняться дольше, чем срок службы любого отдельного атома.
Пока есть над чем поработать, это перспективный шаг к масштабируемым, устойчивым к ошибкам квантовым алгоритмам.
Алгоритмы, адаптирующиеся к шумам квантовых вычислений (NAQAs)
А теперь давайте обсудим еще одну захватывающую разработку: алгоритмы квантовых вычислений, адаптивные к шуму (Noise-Adaptive Quantum Algorithms или NAQAs). Эти методы разработаны так, чтобы использовать шум в ближних квантовых устройствах вместо его подавления.
НАКА агрегирует информацию из множества шумных выходов для адаптации исходной задачи оптимизации, направляя квантовую систему к улучшенным решениям. Это аналогично классическому методу перекрестной энтропии (CEM), который симулирует распределения путем выборки кандидатов и последовательного уточнения.
Общая структура включает генерацию образцов, адаптацию задачи оптимизации на основе инсайтов из этих образцов, повторный оптимизацию и повторение до достижения удовлетворительного решения. Такой подход может существенно повысить качество решений в шумных средах, хотя это сопровождается увеличением вычислительных затрат.
Некоторые ключевые работы в этой области включают ‘Квантовые Алгоритмы с Жадным Подходом’ и ‘Улучшение Квантового Приближенного Оптимизации Путем Направленного Адаптивного Перераспределения Шума.’ Эти методы показывают хорошие результаты, особенно на моделях Изинга Шеррингтона-Киркпатрика (SK), однако остаются вопросы о их применимости к практическим задачам.
Направления будущего включают интеграцию НАК с другими достижениями в области оптимизации и исследование стратегий постпроцессинга для дальнейшего повышения качества решений. 🚀
Как однажды сказал Сергей Соболев, «Будущее — это не подарок, а достижение». 🚀
Следите за новостями о захватывающих событиях в квантовом мире! Не забудьте подписаться на мою страницу в LinkedIn, чтобы быть в курсе всех последних обновлений. 🌟
До следующего раза исследуйте новые горизонты и оставайтесь любопытными! 🚀
Смотрите также
- Пост квантового исследователя в LinkedIn: Переработка кубитов и алгоритмы, адаптирующиеся к шуму.
- Квантовые хроники: добро, зло и запутанность
- Квантовый прыжок: сможем ли мы наконец разгадать тайну сворачивания белков?
- Стратегия квантовой Европы и великий талант & технологический балансир
- Квантовые загадки: взгляды на ICQE 2025 и далее
- Квантовые шутки и забавы: Инсайты из ICQE 2025 и далее!
- Квантовые прорывы и будущее завоевание: готовы или нет, квантовое наступает! 🚀
- Квантовые разработки: хорошее, плохое и ошеломляющее
- Квантовый шум: новые горизонты квантовых алгоритмов
- Квантовые проблемы и их решения: взгляд на ICQE 2025 и далее
2025-06-14 19:16
