Команда исследователей из Atom Computing, Microsoft Quantum и других продемонстрировала повторное использование и замену вспомогательных кубитов во время вычислений. Этот прорыв позволяет проводить долгосрочные устойчивые к ошибкам квантовые операции на процессорах нейтральных атомов. Команда достигла до 41 раунда обнаружения ошибок с использованием кодов повторения при сохранении стабильного уровня ошибки.
Только что наткнулся на некоторые увлекательные исследования, которые вызывают фурор в квантовом мире. Давайте углубимся в тему!
В исследовании квантовые ученые сообщают, что повторное использование и замена вспомогательных кубитов — часто называемых «помощниками» — в процессе вычислений может создать возможность, критически важную для построения устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров с использованием нейтральных атомов.
Сначала команда Atom Computing в сотрудничестве с Microsoft Quantum и другими, решила заняться одной неприятной штукой, которую квантовые процессоры нейтральных атомов любят вам подкидывать: «потеря атома». Думаешь, потерять кубиты в середине операции будет концом света — спойлер: обычно так и есть. Но эти ребята применили хитрый трюк, комбинируя тактику повторного использования с заменой на своих «вспомогательных кубитах» (или анциллах). Они не хранят ваши драгоценные квантовые секреты, но следят за ними на предмет ошибок и возвращают их в действие после измерения.
Эти ребята буквально превращают мантру квантовых вычислений в ‘Сокращай, Переиспользуй, Заменяй… Атомы!’ Представь себе выполнение 41 цикла проверки ошибок на кубитах нейтральных атомов путем постоянной переработки этих драгоценных вспомогательных кубитов во время выполнения операции — да, это похоже на замену батарей прямо на ходу без задержек. И вот еще что: если атом решает отправиться в отпуск раньше срока, они отправляют квантовый эквивалент спасательной миссии, перевозя свежие атомы из расположенного всего в 30 см от места действия ‘атомного мотеля’ (также известного как магнитооптическая ловушка), чтобы заменить их, и все это без нарушения тонкой квантовой когерентности вечеринки 🎉.’
Квантовые компьютеры — это что-то вроде дикого запада вычислительных технологий: полны обещаний, но и много шума. В идеальном мире квантовые биты (кубиты) функционировали бы без каких-либо помех, однако на практике они шумят как рок-концерт. NAQA (Noisy Average Quantum Advantage) — это умный подход, который не просто пытается подавить этот шум, но и использует его в своих интересах. Вместо отбрасывания зашумленных выборок, NAQA собирает информацию из множества шумных выходов для того, чтобы направлять квантовую систему к лучшим решениям. Это похоже на превращение лимонов в лимонад, только в квантовом мире.
В то время как страны вроде США и Нидерландов начали раньше, китайский подход на базе TFLN и амбиции по масштабированию внутри страны обозначают новую фазу в международной гонке фотоники. Новая пилотная линия китайских фотонных чипов на основе TFLN имеет годовую мощность 12000 шестидюймовых пластин и отличается быстрым и низкозатратным производством.
Маневр Хуанг практически является квантовой версией фразы ‘все налаживается’, но кто мог бы винить его? Прогресс идет быстрее, чем кубит декогерируется в шумной лаборатории. Однако не могу удержаться от улыбки при внезапном промышленном ажиотаже — квантовые технологии были ‘на подходе’ уже более десятилетия, а мы все еще боремся с шумом, ошибками и чисто аппаратной хрупкостью. Но знаете что? Может быть на этот раз промышленность действительно искренняя — ведь ничто так сильно не говорит ‘доверься мне’, как CEO, достаточно смелый, чтобы сделать заявление и затем наблюдать за танцем акций.
Первая остановка: обнаружение лекарств. Я уже достаточно видел суперкомпьютеров, пытающихся разобраться с молекулами, у которых кажется расстройство личности — сложными, непредсказуемыми и не желающими подчиняться. Но Quantum в сотрудничестве с классическими вычислительными гигантами показала 20-кратное ускорение реакции Сузуки-Мияуры. Это не просто хвастовство своими достижениями; это обещание того, что мы наконец приближаемся к той золотой середине, где симуляции достаточно быстрые, чтобы реально иметь значение. И с гибридными квантово-классическими системами, превращающими месяцы в дни, возможно, мы сможем наконец уловить капризные танцевальные движения молекул. 💃