Brug af logiske qubits til at lave en kvantecomputer, der kan rette sine fejl

Et team af fysikere, dataloger og informationsmaskinespecialister ved Harvard University, der arbejder sammen med kolleger fra QuEra Computing Inc., University of Maryland og MIT, har skabt en kvantecomputer med det hidtil største antal logiske kvantebits. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature , beskriver gruppen, hvordan de byggede deres computer, og hvor godt den fungerede, da den blev testet.

I den seneste tid har flere store navne inden for kvantecomputere bygget kvantecomputere med mere end 1.000 alen - hvilket giver sådanne computere mere computerkraft end nogensinde før. Desværre lider de alle af de enorme mængder fejlretning, de kræver, et problem, der forhindrer sådanne computere i at blive mainstream.

Producenterne af sådanne systemer arbejder på en måde at reducere problemet på, men indtil videre er der ikke fundet en reel løsning. Andre spillere har bevæget sig ind i kvantecomputerforskningsverdenen ved at bruge en anden tilgang baseret på logiske qubits snarere end hardwarebaserede qubits.

Logiske qubits er grupperinger af qubits forbundet via kvantesammenfiltring. I stedet for at stole på redundante kopier af information som en fejlkorrigerende protokol, stoler logiske qubit-baserede maskiner på den indbyggede redundans af sammenfiltring. Til denne nye undersøgelse byggede forskerholdet en kvantecomputer med 48 logiske qubits, det meste af noget hold endnu.

Den nye computer blev bygget ved at adskille tusindvis af rubidium-atomer i et vakuumkammer. Holdet brugte derefter lasere og magneter til at afkøle atomerne til næsten det absolutte nulpunkt. De brugte andre lasere til at skabe qubits fra 280 af atomerne og derefter vikle dem ind og var i stand til at skabe 48 logiske qubits på én gang. De logiske qubits blev lavet til at interagere ved hjælp af en optisk pincet, hvilket undgår behovet for ledninger.

Foreløbige test af maskinen viste, at mens de udførte beregninger, havde deres kvantecomputer færre fejl end andre større maskiner baseret på fysiske qubits. Forskerne foreslår, at deres maskine repræsenterer endnu et skridt mod det ultimative mål om at skabe en kvantecomputer til generel brug, der kan udføre beregninger og kombinatorik, der endnu ikke er gennemførlige ved hjælp af den nuværende computerteknologi.

Flere oplysninger: Dolev Bluvstein et al., Logisk kvanteprocessor baseret på rekonfigurerbare atomarrays, Nature (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06927-3

Journaloplysninger: Natur

© 2023 Science X Network