علماء جامعة هارفارد يزعمون حدوث إنجاز كبير، “وظهور الحساب الكمي المبكر المصحح للأخطاء”

عندما يتحدث المطلعون على الصناعة عن مستقبل تكون فيه أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على حل المشكلات التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية والثنائية حلها، فإنهم يشيرون إلى شيء يسمى “الميزة الكمية”.

ومن أجل تحقيق هذه الميزة، يجب أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية مستقرة بما يكفي للتوسع في الحجم والقدرة. بشكل عام، يعتقد خبراء الحوسبة الكمومية أن أكبر عائق أمام قابلية التوسع في أنظمة الحوسبة الكمومية هو الضوضاء.

متعلق ب: “موديز” تطلق منصة الكم كخدمة للتمويل

تصف الورقة البحثية لفريق جامعة هارفارد، بعنوان “المعالج الكمي المنطقي القائم على مصفوفات ذرية قابلة لإعادة التشكيل”، طريقة يمكن من خلالها تشغيل عمليات الحوسبة الكمومية مع مقاومة الأخطاء والقدرة على التغلب على الضوضاء.

لكل ورقة:

“تبشر هذه النتائج بظهور الحسابات الكمومية المصححة للأخطاء المبكرة وترسم مسارًا نحو معالجات منطقية واسعة النطاق.”

الكيوبتات الصاخبة

يشير المطلعون إلى الوضع الحالي للحوسبة الكمومية باسم عصر الكم المتوسط ​​الحجم الصاخب (NISQ). يتم تعريف هذا العصر من خلال أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تحتوي على أقل من 1000 كيوبت (النسخة الكمومية من بت الكمبيوتر) والتي تعتبر “صاخبة” بشكل عام.

تمثل الكيوبتات المزعجة مشكلة، لأنها في هذه الحالة تعني أنها عرضة للأخطاء والأخطاء.

يدعي فريق جامعة هارفارد أنهم توصلوا إلى “حسابات كمية مبكرة مصححة للأخطاء” تتغلب على الضوضاء على المقاييس العالمية الأولى. ومع ذلك، إذا حكمنا من خلال ورقتهم البحثية، فإنهم لم يصلوا إلى التصحيح الكامل للخطأ بعد. على الأقل ليس كما يراه معظم الخبراء.

الأخطاء والقياسات

تعد الحوسبة الكمومية صعبة لأنه، على عكس البتات الحاسوبية الكلاسيكية، تفقد الكيوبتات معلوماتها بشكل أساسي عند قياسها. والطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كان أحد الكيوبتات الفيزيائية قد تعرض لخطأ في الحساب هو قياسه. ذ

يستلزم التصحيح الكامل للأخطاء تطوير نظام كمي قادر على تحديد الأخطاء وتصحيحها عند ظهورها أثناء العملية الحسابية. حتى الآن، أثبتت هذه التقنيات صعوبة كبيرة في التوسع.

ما يفعله معالج فريق هارفارد، بدلاً من تصحيح الأخطاء أثناء العمليات الحسابية، هو إضافة مرحلة اكتشاف الأخطاء بعد المعالجة حيث يتم تحديد النتائج الخاطئة ورفضها.

وهذا، وفقًا للبحث، يوفر مسارًا جديدًا تمامًا، وربما سريعًا، لتوسيع نطاق أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى ما بعد عصر NISQ وإلى عالم الأفضلية الكمومية.

في حين أن العمل واعد، فقد أشار بيان صحفي صادر عن DARPA إلى أنه ستكون هناك حاجة على الأقل إلى حجم أكبر من 48 كيوبت منطقية مستخدمة في تجارب الفريق “لحل أي مشاكل كبيرة متصورة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية”.

يدعي الباحثون أن التقنيات التي طوروها يجب أن تكون قابلة للتطوير لتشمل الأنظمة الكمومية التي تحتوي على أكثر من 10000 كيوبت.