Microsoft trdi, da je dosegel preboj v zanesljivosti kvantnega računalništva

Microsoft je nedavno objavil, da so dosegli velik napredek na področju kvantnega računalništva, specifično z razvojem novega sistema, ki je bistveno manj nagnjen k napakam in boljši pri njihovem popravljanju.

Doseženi mejnik je plod sodelovanja med Microsoftom in podjetjem za kvantno računalništvo Quantinuum, ta pa približuje podjetje javno zastavljenemu cilju izgradnje hibridnega superračunalniškega sistema, ki bo uporabljal tako kvantne kot klasične računalniške sisteme.

Nov princip delovanja bi lahko znatno poenostavil rabo kvantnih računalnikov in pomagal raziskovalcem, znanstvenikom, akademikom in industriji rešiti probleme, za katere bi po dosedanjih metodah morda lahko trajalo več let do rešitve. Microsoft navaja, da bi sistem, ki bi ga poganjalo okoli 100 “zanesljivih” logičnih kubitov, potencialno rešil znanstvene probleme, ki so danes nerešljivi na klasičnih računalnikih.

Microsoft se je problema zanesljivosti in napak pri delovanju kvantnih računalnikov lotil s sistemom, ki mu pravijo "virtualizacija kubitov". Kvantni računalniki običajno potrebujejo veliko kubitov, da so uporabni, vendar kubiti niso varni pred napakami. Izdelava računalnika z zadostnim številom kubitov, ne da bi zagotovili, da so ti kubiti čim bolj odporni na napake, bi še vedno povzročila nezanesljive podatke, hkrati pa bi bila neučinkovita z viri.

Microsoft je z virtualizacijo kubitov ustvaril štiri zelo zanesljive logične kubite iz samo 30 fizičnih kubitov od 32 razpoložljivih na testnem sistemu družbe Quantinuum. Ko so bili prepleteni, so ti logični kubiti pokazali stopnjo napak razreda 0,00001, kar pomeni, da bi se pri njih pojavila napaka samo enkrat na vsakih 100.000 zagonov. Ta rezultat je bil dosežen s kombinacijo napredne diagnostike napak med izvajanjem z zavrnitvijo izračunov in odpravljanjem napak.

V znanstvenem dokumentu trdijo, da so s tem sistemom dosegli 800-krat nižjo stopnjo napak od dosedanjih sistemov. To potencialno odpira vrata za ustvarjanje bolj zanesljivega in razširljivega kvantnega računalnika.

Novi sistem ima tudi možnost prepoznavanja in odpravljanja računskih napak, ne da bi uničil obstoječe kubite, proces, imenovan "ekstrakcije aktivnega sindroma". To je pomembno, ker takšna ekstrakcija omogoča daljše in bolj kompleksno računanje brez napak, kar je bilo doslej zaradi pogostih napak zelo zapleteno ali pa je bilo za to potrebno veliko število kubitov.

Skupaj s Quantinuumom je Microsoftov sistem za virtualizacijo kubitov uspel doseči 14.000 zaporednih izračunov brez napak. Zanimivo je, da bodo Microsoftove nove dosežke omogočili tudi preizkusiti uporabnikom storitev Azure Quantum Elements.