| 19 November 2019 — 15:42 GMT (15:42 GMT)
| Tema: Innovation
Alla quantum överhöghet är flyktig
Scott Fulton förklarar hur Google förvånade världen med att hävda sin prototyp quantum processor har uppnått ett “herravälde” — förmågan att bearbeta en uppgift i sekunder skulle ta en klassisk superdator mer än en livstid. Men hur länge kan Google allenarådande innan IBM monterar en utmaning att dess legitimitet? Månader? Dagar? Läs mer: https://zd.net/2K5bKiK
Löftet om kvantdatorer är att de kan lösa problem som skulle ta klassiska datorer tusentals år att övervinna, men detta prospekt väcker en praktisk fråga: vem, eller snarare vad – kommer att kunna rätta svaren som ges av qubits?
Med detta problem i åtanke, forskare från University of Warwick började fundera på sätt att kontrollera resultatet av kvantmekaniska beräkningar, och de har just publicerat sina resultat i form av en “verification protocol”.
Det nya verktyget tar itu med grundorsaken till fel i quantum computing: buller. Orsakas av slumpmässiga faktorer såsom brister i tillverkning eller variationer i temperatur, buller är några quantum fysiker nemesis – eftersom det är anledningen till att kvantdatorer är så fel-benägen.
Genom kontroll av att buller påverkar en dator är under en viss nivå, därför kunde forskarna se till att deras beräkningar är löst på ett korrekt sätt.
Den nya protokoll som utvecklats i Warwick föreslår att göra just det. För att förstå hur det fungerar, förklarar huvudförfattaren på papper Samuele Ferracin, du har att föreställa sig en kvantmekanisk beräkning som en komplicerad krets som gjorts av grindar, ledningar, avstånd, och så vidare.
De verktyg som han utvecklade med sitt team drar flera alternativa versioner av en viss krets, som liknar den ursprungliga beräkningen, men alla kan simuleras på en klassisk dator.
Med andra ord, det protokoll som skapar enklare beräkningar som kallas “trap kretsar”, som ändå är reflekterande av buller som händer inuti den ursprungliga quantum krets.
Klassiska datorer kan därför fastställa riktigheten av de resultat som genereras genom att fälla kretsar, skapa förutsättningar för forskare att avgöra hur korrekt en kvantdator kommer att lösa det “svårare” beräkning den har fått.
“Genom att dölja den större beräkning bakom flera mindre kretsar,” sade Ferracin, “vi kan kontrollera saker som vi inte kan simulera på en klassisk dator.”
Resultatet av de alternativa beräkningar är accepterade av klassiska datorer som antingen “rätt” eller “potentiellt felaktiga”, vilket ger forskarna en indikation på där datorn sitter på omfattningen av buller.
Testet även producerar två procentsatser för att förfina kontrollen: hur nära det uppskattar quantum datorn är att rätt resultat, och hur säker en användare kan vara av närhet.
Med hjälp av fällor kretsar för att kontrollera riktigheten av en kvantmekanisk beräkning är inte en innovation i sig, förtydligas Ferracin. Det finns redan en gemensam strategi för att simulera mindre operationer på klassiska datorer, men metoden är begränsad.
På grund av komplexiteten av kvantmekaniska beräkningar, nuvarande simuleringar kan endast utföras genom att skapa fällor som är större än den ursprungliga kretsen.
Kontroll, därför är möjligt för små quantum kretsar, men kan inte skalas upp mycket. Tvärtom, det fällor i det nya protokollet inte bära någon mer qubits eller portar än den ursprungliga kretsen som håller på att testas.
“De kretsar som genomförs i våra protokoll är inte större än den krets som produktionen vill vi att kontrollera,” sade Ferracin. “Detta har inte gjorts tidigare – och det betyder att testet är praktiska och skalbar.”
Han beräknade att det skulle ta bara ett par minuter för att testa att köra för Googles 53-qubit kvantdator, till exempel.
Tech jätten hävdar sin teknik har uppnått quantum överhöghet genom att ta 20 minuter att genomföra en beräkning som skulle ha tagit klassiska datorer för 10 000 år att slutföra.
Det nya testet, men det är fortfarande bara ett protokoll. Ferracin sade att forskargruppen arbetar med experimentalister att se hur verktyget fungerar, och att hålla på att förbättra det.
Relaterade Ämnen:
Förenade Kungariket
CXO
Digital Omvandling
Tech-Industrin
Smarta Städer
Cloud
| 19 November 2019 — 15:42 GMT (15:42 GMT)
| Tema: Innovation