کامپیوترهای کوانتومی برابری اجرای الگوریتم های پیچیده را آسان تر می کنند -- ScienceDaily
انتشار: آبان 06، 1401
بروزرسانی: 27 خرداد 1404

کامپیوترهای کوانتومی برابری اجرای الگوریتم های پیچیده را آسان تر می کنند -- ScienceDaily

مفهوم جدید همچنین تصحیح خطای سخت افزاری کارآمد را ارائه می دهد. از آنجایی که سیستم های کوانتومی به اختلالات بسیار حساس هستند، کامپیوترهای کوانتومی باید به طور مداوم خطاها را تصحیح کنند. منابع قابل توجهی باید به حفاظت از اطلاعات کوانتومی اختصاص داده شود که تعداد کیوبیت های مورد نیاز را تا حد زیادی افزایش می دهد. Anette Messinger و Kilian Ender، همچنین اعضای تیم تحقیقاتی Innsbruck می گویند: «مدل ما با یک تصحیح خطای دو مرحله ای کار می کند، یک نوع خطا (خطای چرخش بیت یا خطای فاز) توسط سخت افزار مورد استفاده جلوگیری می شود. در حال حاضر رویکردهای آزمایشی اولیه برای این کار در پلتفرم های مختلف وجود دارد. Messinger و Ender می گویند: "نوع دیگر خطا را می توان از طریق نرم افزار شناسایی و اصلاح کرد." این امر به نسل بعدی کامپیوترهای کوانتومی جهانی اجازه می دهد تا با تلاش قابل مدیریت محقق شوند. شرکت اسپین آف ParityQC، که توسط ولفگانگ لچنر و ماگدالنا هاوزر تأسیس شده است، در حال حاضر در اینسبروک با شرکای علم و صنعت بر روی اجرای احتمالی مدل جدید کار می کند.

تصحیح خطای دو مرحله ای

مواد تهیه شده توسط دانشگاه اینسبروک. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.



منبع

این تحقیق در دانشگاه اینسبروک توسط صندوق علوم اتریش FWF و آژانس ترویج تحقیقات اتریش FFG حمایت مالی شد.

عملیات پیچیده ساده شده است

منبع داستان:

قدرت محاسباتی ماشین های کوانتومی در حال حاضر هنوز بسیار پایین است. افزایش آن همچنان یک چالش بزرگ است. اکنون فیزیکدانان معماری جدیدی را برای یک کامپیوتر کوانتومی جهانی ارائه می کنند که بر چنین محدودیت هایی غلبه می کند و می تواند به زودی پایه و اساس نسل بعدی کامپیوترهای کوانتومی باشد.

بیت های کوانتومی (کیوبیت) در یک کامپیوتر کوانتومی به عنوان واحد محاسباتی و حافظه به طور همزمان عمل می کنند. از آنجایی که اطلاعات کوانتومی را نمی توان کپی کرد، نمی توان آن را مانند یک کامپیوتر کلاسیک در حافظه ذخیره کرد. با توجه به این محدودیت، تمام کیوبیت های یک کامپیوتر کوانتومی باید بتوانند با یکدیگر تعامل داشته باشند. در حال حاضر این یک چالش بزرگ برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند است. در سال 2015، فیزیکدان نظری ولفگانگ لچنر، همراه با فیلیپ هاوک و پیتر زولر، به این مشکل پرداختند و معماری جدیدی برای یک کامپیوتر کوانتومی پیشنهاد کردند که اکنون معماری LHZ به نام نویسندگان نامگذاری شده است.

کامپیوترهای برابری می توانند عملیات بین دو یا چند کیوبیت را روی یک کیوبیت انجام دهند. مایکل فلنر از تیم ولفگانگ لچنر توضیح می دهد: «کامپیوترهای کوانتومی موجود در حال حاضر چنین عملیاتی را در مقیاس کوچک به خوبی اجرا می کنند. با این حال، با افزایش تعداد کیوبیت ها، اجرای این عملیات گیت پیچیده تر و پیچیده تر می شود. در دو نشریه در نامه های بررسی فیزیکی و بررسی فیزیکی Aدانشمندان اینسبروک اکنون نشان می دهند که رایانه های برابری می توانند، برای مثال، تبدیل های فوریه کوانتومی - بلوک ساختمانی اساسی بسیاری از الگوریتم های کوانتومی - را با مراحل محاسباتی بسیار کمتر و در نتیجه سریع تر انجام دهند. Fellner توضیح می دهد: «موازی بودن معماری ما به این معنی است که، برای مثال، الگوریتم معروف Shor برای فاکتورگیری اعداد می تواند بسیار کارآمد اجرا شود».

ولفگانگ لچنر از گروه فیزیک نظری در دانشگاه اینسبروک اتریش به یاد می آورد: «این معماری در ابتدا برای مسائل بهینه سازی طراحی شده بود. "در این فرآیند، ما معماری را به حداقل ممکن کاهش دادیم تا این مشکلات بهینه سازی را تا حد امکان بهینه سازی کنیم." کیوبیت های فیزیکی در این معماری، بیت های مجزا را نشان نمی دهند، بلکه هماهنگی نسبی بین بیت ها را رمزگذاری می کنند. ولفگانگ لچنر توضیح می دهد: «این بدان معناست که همه کیوبیت ها دیگر مجبور نیستند با یکدیگر تعامل داشته باشند. او اکنون با تیم خود نشان داده است که این مفهوم برابری برای یک کامپیوتر کوانتومی جهانی نیز مناسب است.

نویسنده: تیم تحریریه Matthew Newman