Quantum computing: Nyt værktøj, som gør, at den qubits du må ikke lyve

0
173

Daphne Leprince-Ringuet

Af Daphne Leprince-Ringuet

| November 19, 2019 — 15:42 GMT (15:42 GMT)

| Emne: Innovation

Alle quantum overherredømme er flygtig
Scott Fulton forklarer, hvordan Google forbavsede verden ved at hævde sin prototype quantum processor har opnået “overherredømme” – evnen til at behandle en opgave i sekunder), som ville tage en klassisk supercomputer mere end en menneskealder. Men hvor længe kan Google herske, før IBM monterer en udfordring til sin legitimitet? Måneder? Dage? Læs mere: https://zd.net/2K5bKiK

Løftet om kvante-computere er, at de kan løse problemer, der ville tage klassiske computere tusinder af år til at overvinde, men dette perspektiv rejser et praktisk spørgsmål: hvem – eller snarere, hvad – vil være i stand til at korrigere de svar, der er givet af qubits?

Med dette problem i tankerne, forskere fra University of Warwick begyndte at tænke på måder at kontrollere resultaterne af kvantemekaniske beregninger, og de har netop offentliggjort deres resultater i form af en “kontrol-protokollen”.

Det nye værktøj, der tager fat på den grundlæggende årsag til fejl i quantum computing: støj. Forårsaget af tilfældige faktorer såsom fejl ved fabrikation eller udsving i temperatur, støj, er enhver kvantefysiker nemesis – fordi det er grunden til, at kvante-computere er så fejlbehæftet.

Ved at kontrollere, at den støj, der påvirker en computer, der er under et bestemt niveau, og derfor kunne forskerne sørge for, at deres beregninger er løst korrekt.

Den nye protokol, som er udviklet i Warwick foreslår at gøre netop dette. For at forstå hvordan det virker, forklarede hovedforfatter Samuele Ferracin, du er nødt til at forestille sig en quantum beregningen som et kompliceret kredsløb lavet af gates, ledninger, målinger, og så videre.

Det værktøj, han udviklede med sit hold trækker flere alternative versioner af et givet kredsløb, som er magen til den oprindelige beregning, men alle kan simuleres på en klassisk computer.

Med andre ord, den protokol, der skaber nemmere beregninger kaldet “fælde kredsløb”, der ikke desto mindre er reflekterende af den støj, der sker inde i den oprindelige quantum kredsløb.

Klassisk computere, kan derfor etablere nøjagtigheden af de resultater, der genereres ved at fælde kredsløb, der giver grundlag for forskere til at bestemme, hvordan præcis den quantum computer vil være i at løse de “hårdere” beregning, det er blevet givet.

“Ved at skjule de større beregningen bag flere mindre baner,” sagde Ferracin, “vi kan bekræfte, at ting, som vi ikke kan simulere på en klassisk computer.”

Resultatet af de alternative beregninger, der er accepteret af klassiske computere som enten “rigtige” eller “potentielt forkerte”, som giver forskerne en indikation af, hvor computeren sidder på omfanget af støj.

Test selv producerer to procenter til at forfine verifikation: hvor tæt det skøn quantum computer, er at det korrekte resultat, og hvor sikker en bruger kan være, at nærhed.

Hjælp fælde kredsløb til at kontrollere rigtigheden af en kvante-beregningen er ikke en innovation i sig selv, præciseres Ferracin. Det er allerede en fælles tilgang til at simulere mindre operationer på klassiske computere, men metoden er begrænset.

På grund af kompleksiteten af kvantemekaniske beregninger, nuværende simuleringer, kan kun udføres ved at skabe fælder, der er større end det oprindelige kredsløb.

Kontrol, er derfor muligt for små quantum kredsløb, men kan ikke øges for meget. Tværtimod, den fælder i den nye protokol, der ikke bærer nogen flere qubits eller porte end det oprindelige kredsløb, der er ved at blive testet.

“De kredse, der er gennemført i vores protokollen er ikke større end det kredsløb, som output, vi ønsker at undersøge,” sagde Ferracin. “Det har ikke været gjort før – og det betyder, at testen er praktisk og skalerbar.”

Han vurderede, at det ville tage blot et par minutter til testen til at køre i Google ‘ s 53-bendt quantum computer, for eksempel.

Tech giant hævder, at deres teknologi har opnået quantum overherredømme ved at tage 20 minutter at udføre en beregning, der ville have taget klassiske computere 10.000 år at fuldføre.

Den nye test, men er stadig kun en protokol. Ferracin sagde, at research team arbejder med eksperimenter for at se, hvordan værktøjet udfører, og for at holde bedre på det.

Relaterede Emner:

Det Forenede Kongerige

CXO

Digital Transformation

Tech-Branchen

Intelligente Byer

Cloud

Daphne Leprince-Ringuet

Af Daphne Leprince-Ringuet

| November 19, 2019 — 15:42 GMT (15:42 GMT)

| Emne: Innovation