Catatan kuantum dihancurkan saat para ilmuwan membangun sistem raksasa 6.000-qubit-dan bekerja pada suhu kamar
Para ilmuwan di Caltech telah melakukan percobaan memecahkan rekor di mana mereka menyinkronkan 6.100 atom dalam array kuantum. Penelitian ini dapat menyebabkan komputer kuantum yang lebih kuat dan toleran terhadap kesalahan.
Dalam percobaan, mereka menggunakan atom netral berpasangan sebagai bit kuantum (qubit) dalam suatu sistem dan menahannya dalam keadaan “superposisi” untuk melakukan perhitungan kuantum. Untuk mencapai hal ini, para ilmuwan membagi balok laser menjadi 12.000 “pinset laser” yang bersama -sama memiliki 6.100 qubit.
Seperti yang dijelaskan dalam penelitian baru yang diterbitkan 24 September di jurnal Alampara ilmuwan tidak hanya menetapkan catatan baru untuk jumlah qubit atom yang ditempatkan dalam satu array – mereka juga memperpanjang panjang koherensi “superposisi”. Ini adalah jumlah waktu yang tersedia untuk perhitungan atau pemeriksaan kesalahan di komputer kuantum-dan mereka meningkatkan durasi itu hanya dari beberapa detik menjadi 12,6.
Studi ini merupakan langkah signifikan menuju skala besar Komputer kuantum yang mampu melakukan prestasi teknologi jauh melampaui yang hari ini Superkomputer tercepatkata para ilmuwan dalam penelitian ini. Mereka menambahkan bahwa penelitian ini merupakan tonggak penting dalam mengembangkan komputer kuantum yang menggunakan arsitektur atom netral.
Jenis qubit ini menguntungkan karena dapat beroperasi pada suhu kamar. Jenis qubit yang paling umum, terbuat dari logam superkonduktor, membutuhkan peralatan yang mahal dan rumit untuk mendinginkan sistem hingga suhu yang dekat nol absolut.
Jalan Menuju Keuntungan Kuantum
Dia Dipercaya secara luas Bahwa pengembangan komputer kuantum yang berguna akan menuntut sistem dengan jutaan qubit. Ini karena setiap qubit fungsional membutuhkan beberapa qubit yang dikoreksi kesalahan untuk memberikan toleransi kesalahan.
Qubit secara inheren “berisik,” dan cenderung mudah berdekatan ketika dihadapkan dengan faktor -faktor eksternal. Karena data ditransfer melalui sirkuit kuantum, dekoherensi ini mendistorsi itu, membuat data berpotensi tidak dapat digunakan. Untuk menangkal kebisingan ini, para ilmuwan harus mengembangkan teknik toleransi kesalahan seiring dengan metode ekspansi qubit. Itulah alasan penelitian yang sangat besar telah terjadi Koreksi kesalahan kuantum (QEC).
Banyak sistem saat ini dianggap fungsional, tetapi sebagian besar tidak akan memenuhi ambang batas minimum untuk kegunaan relatif terhadap superkomputer. Komputer kuantum dibangun oleh IBM, Google Dan Microsoftmisalnya, telah berhasil mengungguli komputer klasik dan menunjukkan apa yang sering disebut sebagai “keuntungan kuantum.”
Tetapi keuntungan ini sebagian besar terbatas pada masalah komputasi yang dipesan lebih dahulu yang dirancang untuk menunjukkan kemampuan arsitektur tertentu – bukan masalah praktis. Para ilmuwan berharap bahwa komputer kuantum akan menjadi lebih berguna karena skala dalam ukuran dan karena kesalahan yang terjadi dalam qubit dikelola lebih baik.
“Ini adalah momen yang menyenangkan untuk komputasi kuantum atom netral,” kata penulis utama Manuel berubahProfesor Fisika di Caltech dan Investigator Utama tentang Penelitian, di a penyataan. “Kita sekarang dapat melihat jalur menuju komputer kuantum yang dikoreksi kesalahan besar. Blok bangunan sudah ada.”
Lebih menonjol daripada ukuran semata -mata dari array qubit adalah teknik yang digunakan untuk membuat sistem dapat diukur, kata para peneliti dalam penelitian ini. Mereka menyempurnakan upaya sebelumnya untuk melakukan peningkatan sekitar 10 kali lipat di bidang-bidang utama seperti koherensi, superposisi dan ukuran array. Dibandingkan dengan upaya sebelumnya, mereka diskalakan dari ratusan qubit dalam satu array menjadi lebih dari 6.000 sambil mempertahankan akurasi 99,98%.
Mereka juga memamerkan teknik baru untuk “mengantar” array dengan menggerakkan atom ratusan mikrometer melintasi array tanpa kehilangan superposisi. Mungkin saja, dengan pengembangan lebih lanjut, penggunaan shuttling dapat memberikan dimensi baru koreksi kesalahan instan, kata mereka.
Langkah -langkah selanjutnya tim melibatkan menghubungkan atom -atom bersama dalam array melalui keadaan mekanika kuantum yang disebut keterikatan, yang akan mengarah pada perhitungan kuantum penuh. Para ilmuwan berharap untuk mengeksploitasi keterikatan untuk mengembangkan metode toleransi kesalahan yang lebih kuat dengan koreksi kesalahan yang lebih akurat, mereka menambahkan. Teknik-teknik ini bisa terbukti penting untuk mencapai tonggak sejarah berikutnya di jalan menuju komputer kuantum yang berguna dan toleran terhadap kesalahan.
