Cercetătorii de la Chalmers University of Technology propun o metodă teoretică prin care o gamă largă de operațiuni aplicate stărilor cuantice bosonice ar putea fi realizată într-un singur ciclu de control, în locul miilor de cicluri folosite anterior. În comparația prezentată de autori, unele operațiuni ar deveni astfel de peste 1.000 de ori mai rapide. Rezultatul a fost publicat în Physical Review Letters. Informațiile au fost relatate de ScienceDaily.
Metoda este construită în jurul unor „porți cuantice de rețea” (quantum lattice gates), un set universal de operații pentru controlul stărilor bosonice. În loc să construiască starea dorită pas cu pas, cercetătorii propun folosirea unor module de control care pot înlocui secvențe lungi de pași.
O singură perioadă de control în locul miilor de cicluri
Abordarea vizează codurile cuantice bosonice. Acestea stochează informația nu în qubiți individuali, ci în stări ale unor câmpuri de microunde din circuite supraconductoare. Codurile sunt considerate utile pentru corectarea erorilor deoarece pot oferi protecție încorporată împotriva anumitor tipuri de perturbații.
Generarea și controlul acestor stări au presupus până acum aplicarea repetată a unor semnale de comandă. Procesul putea necesita mii de cicluri succesive. Fiecare ciclu prelungea însă intervalul în care informația era expusă unor perturbații externe.
Noua propunere folosește controlul Floquet, o tehnică bazată pe semnale aplicate periodic. În metodele Floquet anterioare, operațiunile erau realizate prin repetarea semnalelor în multe cicluri. Cercetătorii de la Chalmers susțin că porțile cuantice de rețea pot fi aplicate direct într-o singură perioadă de control pentru o gamă largă de operațiuni pe stări bosonice.
În această comparație teoretică, trecerea de la mii de cicluri la unul singur face unele operațiuni de peste 1.000 de ori mai rapide. Rezultatul nu reprezintă însă o măsurătoare efectuată pe un calculator cuantic complet.
De ce contează reducerea timpului de calcul
Qubiții sunt extrem de sensibili la mediul înconjurător. Zgomotul electric, radiația cosmică și încălzirea pot modifica starea cuantică în timpul procesării. O perturbație mică poate îndepărta sistemul de rezultatul dorit și poate duce la pierderea informației.
Calculatoarele cuantice trebuie să corecteze erorile înainte ca acestea să se acumuleze peste limita pe care calculul o poate tolera. O operațiune mai scurtă reduce timpul în care informația este expusă acestor influențe și, prin urmare, riscul ca starea cuantică să fie alterată înainte de finalizarea procesului.
Autorii consideră că metoda se adresează unuia dintre blocajele importante ale domeniului: producerea și controlul rapid al stărilor cuantice folosite pentru corectarea erorilor. Viteza nu este, în acest caz, doar o chestiune de performanță, ci și una de fiabilitate.
Propunerea poate fi testată pe circuite supraconductoare
Tehnica este gândită pentru calculatoare cuantice supraconductoare, una dintre principalele arhitecturi dezvoltate pentru sisteme de mari dimensiuni. Potrivit cercetătorilor, ea poate fi implementată pe platforme de circuite supraconductoare existente.
Chalmers dezvoltă, la rândul său, un calculator cuantic cu 100 de qubiți. Cercetătorii discută posibile implementări experimentale și speră să demonstreze metoda în viitorul apropiat.
Ce nu demonstrează studiul
Afirmația privind viteza nu se referă la orice operațiune a unui calculator cuantic. Comparația este limitată la o gamă largă de operațiuni aplicate stărilor bosonice și la metodele Floquet care necesitau anterior mii de cicluri repetate.
De asemenea, studiul nu arată că există deja un calculator cuantic tolerant la erori. Lucrarea este o propunere teoretică, iar testarea pe hardware real rămâne etapa următoare. Chiar dacă metoda va fi confirmată experimental, ea ar rezolva doar una dintre problemele care limitează fiabilitatea calculatoarelor cuantice.
Studiul, intitulat „Single-Period Floquet Control of Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates”, îi are ca autori pe Tangyou Huang, Lei Du și Lingzhen Guo, afiliați la Chalmers University of Technology din Suedia și Tianjin University din China.
Pentru a fi la curent cu toate știrile, urmărește Financiarul.ro și pe Google News
Parteneri
Articole recomandate din rețeaua noastră
Dolce SportCristiano Ronaldo este suspendat preventiv în urma plecării din cantonamentul Portugaliei
GetPonyVolkswagen ID. Tiguan pornește de la 42.000 euro la precomandă în România
BravonetDominique Simionescu a ales echipa lui Tudor Chirilă după ce trei antrenori s-au întors la „Vocea României”
LylaOMS cere îngrijire în comunitate pentru pacienții ținuți ani în spitale de psihiatrie
Revista IoanaCum verifici dacă magazia ta poate fi construită fără autorizație. Condițiile pentru anexele de până la 20 mp
News24Christa Pike revine în penitenciar după ce a supraviețuit tentativei de execuție prin injecție letală
