חוקרים קבעו שיא חדש להסתבכות קוונטית - מקרב מחשבים קוונטיים אמינים צעד נוסף למציאות. המדענים הסתבכו בהצלחה 24 "קיוביטים לוגיים" - סיביות קוונטיות עם שגיאות נמוכות של מידע שנוצרו על ידי שילוב קיוביטים פיזיים מרובים. זהו המספר הגבוה ביותר שהושג עד כה.
הם גם הוכיחו שקיוביטים לוגיים יכולים לשמור על תיקון שגיאות ככל שמספר הקיוביטים גדל, צעד מכריע לקראת מערכות קוונטיות גדולות יותר וסובלנות תקלות. החוקרים פירטו את עבודתם במחקר שפורסם ב-18 בנובמבר על מסד הנתונים הטרום-הדפסהarXiv.
למרות ההבטחה המדהימה של, מספר מחסומים מרכזיים עומדים בדרכם. אחד המכשולים הללו הוא שליטה- היחידות הבסיסיות של מידע קוונטי - וזה קשה ביותר.
שלא כמו ה-1 וה-0 הבינאריים של סיביות מחשב מסורתיות, קיוביטים פועלים על קבוצה שונה לחלוטין של מכניקה -, ליתר דיוק. בעוד שקיוביטים יכולים להתקיים בתור 1 ו-0, הם יכולים להתקיים גם כשניהם בו-זמנית, תופעה המכונהזה הופך את מדידת הקיוביטים לאתגר גדול.
קָשׁוּר:
שתי תופעות קוונטיות נוספות, קוהרנטיות ו, לזרוק ברגים נוספים לעבודה. קוהרנטיות היא מדד לכמה זמן קיוביטים שומרים על המצב הרצוי הדרוש לעיבוד חישובי קוונטים. זמני קוהרנטיות נמדדים בדרך כלל בשברירי שנייהויכול להיות מופרע על ידי גורמים סביבתיים זעירים.
כאשר קיוביטים מאבדים קוהרנטיות, הם לרוב גם מאבדים הסתבכות - מנגנון שבו מצבו של קיוביט אחד קשור ישירות לזה של אחר. אובדן הקוהרנטיות וההסתבכות משפיעים לרעה על יכולתם של מחשבים קוונטיים לבצע חישובים בצורה מדויקת ומהימנה.
הזן את הקוביט הלוגי
בשנים האחרונות, החוקרים מתמקדים יותר ויותר בקיוביטים לוגיים כאמצעי להתגבר על השבריריות של קיוביטים פיזיים.
בעוד שקיוביטים פיזיים עשויים בדרך כלל מחלקיקים טעונים כמו יונים אומעגלים, קיוביטים לוגיים נוצרים על ידי קידוד מידע קוונטי על פני קיוביטים פיזיים מרובים. ארכיטקטורה זו מספקת מערכת לתיקון שגיאות, כך שאם קיוביט אחד הופך לא יציב או מאבד מידע, הקיוביטים האחרים יכולים לזהות ולתקן אותו.
המדענים הסתבכו בהצלחה עם 24 הקיוביטים הלוגיים שוברי השיא שלהם באמצעות "מעבד קוונטי אטום ניטרלי" של Atom Computing, המעבד ומאחסן מידע קוונטי על ידי מניפולציה של יחידיםעם לייזרים, ו"מערכת הוירטואליזציה" של מיקרוסופט, פלטפורמת תוכנה המסייעת בניהול וייצוב קיוביטים על ידי איתור ותיקון שגיאות בזמן אמת.
למרות ש-24 אולי לא נראה כמו מספר עצום, היכולת לסבך כל כך הרבה קיוביטים לוגיים מייצגת אבן דרך מרכזית לקראת יצירת מדרגיות,, אמרו החוקרים.
"מחשוב קוונטי סובלני לתקלות חיוני ליכולת לפתור בעיות חישוביות גדולות המאפשרות ערך מדעי וכלכלי מעבר למחשוב הקלאסי, והוא דורש שילוב של מספר טכנולוגיות מתקדמות ואלגוריתמים לתיקון שגיאות קוונטיים כדי לספק משאבי מחשוב אמינים מספיקים באופן בר קיימא, "אמרו נציגי אטוםהצהרה. "עם התוצאות הללו [הדגמנו] כעת את כל מרכיבי המפתח הדרושים לתמיכה בתיקון שגיאות קוונטי."
החוקרים גם הראו כיצד קיוביטים לוגיים יכולים לבצע משימות מורכבות ולשמור על שגיאות כשמחשבים קוונטיים מתקדמים. באמצעות אותה מערכת Atom, הם יצרו והריצו חישובים על 28 קיוביטים לוגיים, והוכיחו שאפשרככל שמערכות קוונטיות הופכות חזקות ומורכבות יותר.
"על ידי צימוד הקיוביטים הנייטרליים האטומים המתקדמים שלנו עם מערכת הווירטואליזציה של מיקרוסופט, אנו יכולים כעת להציע קיוביטים לוגיים אמינים במכונת קוונטים מסחרית."בן בלום, מייסד ומנכ"ל Atom Computing, אמר ב-aהַצהָרָה. "מערכת זו תאפשר התקדמות מהירה במספר תחומים כולל כימיה ומדעי החומרים."
