Forskere finder en måde at kontrollere, at kvantecomputere returnerer nøjagtige svar

Kvantecomputere går fremad i et hurtigt tempo og begynder allerede at skubbe grænserne for verdens største supercomputere. Endnu, disse enheder er ekstremt følsomme over for eksterne påvirkninger og dermed tilbøjelige til fejl, der kan ændre resultatet af beregningen. Dette er især udfordrende for kvanteberegninger, der er uden for rækkevidde af vores pålidelige klassiske computere, hvor vi ikke længere uafhængigt kan verificere resultaterne gennem simulering. "For at drage fuld fordel af fremtidige kvantecomputere til kritiske beregninger har vi brug for en måde at sikre, at output er korrekt, selvom vi ikke kan udføre den pågældende beregning på andre måder, "siger Chiara Greganti fra universitetet i Wien.

Lad kvantecomputerne kontrollere hinanden

For at løse denne udfordring, teamet udviklede og implementerede en ny krydstjekprocedure, der gør det muligt at verificere resultaterne af en beregning udført på en enhed gennem en relateret, men fundamentalt anderledes beregning på en anden enhed. "Vi beder forskellige kvantecomputere om at udføre forskellige tilfældigt udseende beregninger, "forklarer Martin Ringbauer fra University of Innsbruck." Hvad kvantecomputerne ikke ved, er, at der er en skjult forbindelse mellem de beregninger, de laver. "Ved hjælp af en alternativ model for kvanteberegning, der er bygget på grafstrukturer, teamet er i stand til at generere mange forskellige beregninger fra en fælles kilde. "Selvom resultaterne kan se tilfældige ud, og beregningerne er forskellige, der er visse output, der skal stemme overens, hvis enhederne fungerer korrekt. "

En enkel og effektiv teknik

Teamet implementerede deres metode på 5 nuværende kvantecomputere ved hjælp af 4 forskellige hardware -teknologier:superledende kredsløb, fangede ioner, fotonik, og nuklear magnetisk resonans. Dette viser at metoden fungerer på nuværende hardware uden særlige krav. Holdet demonstrerede også, at teknikken kunne bruges til at kontrollere en enkelt enhed mod sig selv. Da de to beregninger er så forskellige, de to resultater vil kun stemme overens, hvis de også er korrekte. En anden vigtig fordel ved den nye tilgang er, at forskerne ikke behøver at se på det fulde resultat af beregningen, hvilket kan være meget tidskrævende. "Det er nok at kontrollere, hvor ofte de forskellige enheder er enige i de tilfælde, hvor de skal, hvilket kan gøres selv for meget store kvantecomputere ", siger Tommaso Demarie fra Entropica Labs i Singapore. Efterhånden som flere og flere kvantecomputere bliver tilgængelige, denne teknik kan være nøglen til at sikre, at de gør, hvad der annonceres

Akademi og industri går sammen om at gøre kvantecomputere troværdige

Forskningen, der sigter mod at gøre kvantecomputere troværdige, er en fælles indsats fra universitetsforskere og kvantecomputereksperter fra flere virksomheder. "Dette tætte samarbejde mellem akademi og industri er det, der gør dette papir unikt fra et sociologisk perspektiv", deler Joe Fitzsimons fra Horizon Quantum Computing i Singapore. "Selvom der er et progressivt skift med nogle forskere, der flytter til virksomheder, de fortsætter med at bidrage til den fælles indsats, der gør kvantecomputing pålidelig og nyttig. "