تحول بزرگ در اصلاح خطای کامپیوتر‌های کوانتومی با روش دوکدی
برنا - گروه علمی و فناوری: پژوهشگران برای نخستین بار روشی نوین ارائه داده‌اند که به کامپیوتر‌های کوانتومی امکان می‌دهد با سوئیچ بین دو کد اصلاح خطا، محاسبات پیچیده را دقیق‌تر و کارآمدتر انجام دهند.
دانشمندان روش نوینی برای اصلاح خطا در کامپیوتر‌های کوانتومی ابداع کردند که به این کامپیوتر‌ها امکان می‌دهد در حین انجام محاسبات پیچیده به‌صورت کارآمدتر و با خطا‌های کمتر، کد‌های اصلاح خطا را تغییر دهند.
اصلاح خطا در محاسبات کوانتومی
به گزارش ساینس دیلی، در حالی که کامپیوتر‌های کلاسیک می‌توانند خطا‌های خود را از طریق روش‌های مختلف تشخیص و اصلاح کنند، کامپیوتر‌های کوانتومی با چالش منحصربه‌فردی روبه‌رو هستند؛ زیرا وضعیت‌های کوانتومی قابل کپی نیستند. بنابراین، نمی‌توان خطا‌ها را با مقایسه چندین نسخه ذخیره‌شده، مانند آنچه در سیستم‌های کلاسیک انجام می‌شود، شناسایی کرد.
برای حل این مشکل، فیزیک‌دانان کوانتومی با الهام از روش‌های کلاسیک، رویکردی متفاوت ایجاد کرده‌اند. در سیستم‌های کوانتومی، اطلاعات در میان چندین کیوبیت (بیت کوانتومی) درهم‌تنیده توزیع می‌شود که این توزیع به شناسایی و اصلاح خطا کمک می‌کند. این فرآیند از طریق چارچوب‌هایی موسوم به کد‌های اصلاح خطای کوانتومی هدایت می‌شود.
در سال ۲۰۲۲، تیمی به رهبری توماس مونز از دانشگاه اینسبروک و مارکوس مولر از RWTH آخن و مؤسسه پیتر گرونبرگ در Forschungszentrum Jülich، برای نخستین بار موفق شدند مجموعه‌ای از عملیات عمومی را روی بیت‌های کوانتومی مقاوم در برابر خطا اجرا کنند. این دستاورد نشان داد که چگونه الگوریتم‌های کوانتومی می‌توانند برای اصلاح خطا در حین محاسبات طراحی شوند.
نوآوری در کد‌های کوانتومی
با وجود این پیشرفت، اجرای اصلاح خطای کوانتومی با چالش‌هایی روبه‌رو است. طبق یک نظریه بنیادی در محاسبات کوانتومی، هیچ کد اصلاح خطای واحدی نمی‌تواند تمام عملیات لازم برای محاسبات قابل‌برنامه‌ریزی را به‌طور کامل و کارآمد انجام دهد.
برای حل این مشکل، گروه پژوهشی مارکوس مولر روشی ارائه کرده که به کامپیوتر کوانتومی اجازه می‌دهد به‌طور مقاوم در برابر خطا بین دو کد اصلاح خطا جابه‌جا شود.
فریدریکه بوت، دانشجوی دکتری گروه پژوهشی مارکوس مولر، توضیح می‌دهد: «به این ترتیب، کامپیوتر کوانتومی می‌تواند هر زمان که یک گیت منطقی دشوار در کد اول ظاهر می‌شود، به کد دوم سوئیچ کند. این فرآیند اجرای تمام گیت‌های لازم برای محاسبات را آسان‌تر می‌کند.»
او مدار‌های کوانتومی مورد استفاده در این آزمایش را توسعه داده و در همکاری نزدیک با گروه پژوهشی توماس مونز در اینسبروک پیاده‌سازی کرده است.
ایوان پوگورلوف، دانشجوی دکتری گروه اینسبروک، می‌گوید: «ما برای اولین بار توانستیم مجموعه‌ای عمومی از گیت‌های کوانتومی را در یک کامپیوتر کوانتومی مبتنی بر تله یونی با استفاده از دو کد اصلاح خطای ترکیبی اجرا کنیم.»
نتایج این پژوهش در مجله Nature Physics منتشر شده است.
انتهای پیام/
نظر شما
پیشنهاد سردبیر
پرونده ویژه
تبلیغات متنی