Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Para saintis menggunakan 'mengundi' dan 'penalti' untuk mengatasi kesilapan dalam pengoptimuman kuantum

Anonim

Mencari penyelesaian untuk memusnahkan - "bunyi bising" yang menghalang pemproses kuantum daripada berfungsi dengan baik - saintis di USC telah membangunkan strategi untuk menghubungkan bit kuantum bersama-sama ke blok pemungutan, satu strategi yang meningkatkan ketepatan mereka.

iklan


Dalam makalah yang diterbitkan hari ini di Nature Communications, pasukan mendapati bahawa kaedah mereka menghasilkan sekurang-kurangnya lima kali ganda peningkatan dalam kebarangkalian mencapai jawapan yang betul apabila pemproses memecahkan masalah terbesar yang diuji oleh penyelidik, yang melibatkan beratus-ratus qubit.

Pasukan yang diketuai oleh Daniel Lidar - pengarah Pusat Pengkomputeran Kuantum USC-Lockheed Martin di USC Viterbi School of Engineering - menjalankan ujian mereka pada pemproses D-Wave Two 512-quantum-bit. D-Wave Two adalah antara pemproses kuantum yang tersedia secara komersial pertama, satu peranti yang begitu maju yang hanya terdapat dua digunakan di luar syarikat Kanada di mana ia dibina: Yang pertama pergi ke USC dan Lockheed Martin, dan yang kedua ke NASA dan Google.

"Kami telah membuktikan bahawa strategi pembetulan anjakan kuantum kami dengan ketara dapat meningkatkan kebarangkalian pencapaian pemproses D-Wave Two mengenai masalah penanda aras rantaian antiferromagnetik, dan merancang untuk menggunakannya pada masalah sukar dikira, " kata Lidar. Pasukannya termasuk pelajar siswazah Kristen Pudenz dan rakan pasca doktoral Tameem Albash.

Lidar menambah bahawa semua pemproses maklumat kuantum dijangka sangat mudah terdedah kepada pemusnahan, supaya pembetulan kesilapan dilihat sebagai bahagian penting dan tidak dapat dikesan dari pengkomputeran kuantum.

Pemproses kuantum mengodkan data dalam qubit, yang mempunyai keupayaan mewakili dua digit satu dan sifar pada masa yang sama - bertentangan dengan bit tradisional, yang dapat mengekod dengan jelas sama ada satu atau satu sifar. Harta ini, yang dinamakan superposisi, bersama-sama dengan keupayaan negara-negara kuantum untuk "mengganggu" (membatalkan atau menguatkan satu sama lain seperti gelombang di dalam kolam) dan "terowong" melalui halangan tenaga, adalah apa yang mungkin satu hari membolehkan pemproses kuantum akhirnya melakukan pengiraan pengoptimuman lebih cepat daripada pemproses tradisional.

Ketidaksempurnaan mengetuk qubit daripada superposisi, memaksa mereka untuk bertindak sebagai bit tradisional, dan merompak mereka dari kelebihan mereka terhadap pemproses tradisional.

Pudenz, Albash dan Lidar mengembangkan dan menguji strategi pengelompokkan tiga qubit bersama-sama ke dalam blok yang lebih besar yang dikodkan qubit yang boleh diuraikan oleh "undian majoriti." Dengan cara ini, jika penyimpangan mempengaruhi salah satu qubit dan menyebabkan ia "flip" kepada nilai yang salah, dua qubit yang lain dalam blok memastikan bahawa data tersebut masih dikodkan dengan betul dan boleh diod dengan betul dengan mengundi keluar qubit yang salah.

Blok pengundian qubit ini kemudian secara magnetik diikat ke qubit keempat dengan cara yang jika seseorang "membalik" maka semua empat mesti flip. Sebenarnya, ia menjadikan keseluruhan blok empat begitu besar sehingga sulit bagi seorang qubit kesepian yang bertindak di bawah pengaruh decoherence untuk membuang sepana dalam kerja-kerja.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh University of Southern California . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Kristen L. Pudenz, Tameem Albash, Daniel A. Lidar. Kesalahan yang diperbetulkan kuantum kuantum dengan beratus-ratus qubit . Komunikasi Alam, 2014; 5 DOI: 10.1038 / ncomms4243