Egy kutatócsoport, amelyet az Egyesült Államok Fejlett Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége (DARPA) finanszíroz, és amelyet a Harvard tudósai vezetnek, azt állítja, hogy létrehoztak egy olyan processzort, amely forradalmasíthatja a kvantum-számítástechnika területét.
A kutatók már jó ideje próbálkoznak olyan kvantumszámítógépek létrehozásával, amelyek olyan problémák megoldására képesek, amikre a hagyományos, bináris számítógépek nem. Ahhoz, hogy egy ilyen kvantumszámítógépet kifejlesszenek, a szakértőknek meg kell oldaniuk a skálázhatóság problémáját, ennek pedig jelenleg a legnagyobb akadálya a zaj.
A harvardi kutatócsoport „Logikai kvantumprocesszor rekonfigurálható atomtömbökön alapulva” című kutatási tanulmánya azonban egy olyan módszert ír le, amellyel a kvantumszámítási folyamatok hibajavítással és a zaj leküzdésével futtathatók.
„Ezek az eredmények a korai hibajavított kvantumszámítás megjelenését jelentik, és iránymutatást adnak a nagyméretű logikai processzorok felé.” – olvasható a tanulmányban.
A világon elsőként oldották meg a hibajavítás problémáját
A szakértők a kvantum-számítástechnika jelenlegi állapotát a zajos, közepes méretű kvantumok (Noisy Intermediate-Scale Quantum, NISQ) korszakának nevezik. Ezt a korszakot az 1000-nél kevesebb kvantumbittel (vagy más néven qubittel) rendelkező kvantumszámítógépek határozzák meg, amelyek mindegyikénél komoly problémát jelent a zaj.
A harvardi csapat azt állítja, hogy világelsőként jutottak el a „korai hibajavított kvantumszámításokhoz”, amelyek kiküszöbölik a zajt. Ennek ellenére több szakértő szerint még nem jutottak el a tökéletes hibajavításig.
Ezért nem tökéletes a kutatócsoport processzora
A kvantumszámítás azért különösen nehéz, mert a hagyományos számítógépek bitjeivel ellentétben a qubitek alapvetően elveszítik információjukat, amikor mérik őket. Annak pedig az egyetlen módja, hogy megtudjuk, egy adott qubit számítási hibát szenvedett-e, az az, hogy megmérjük.
A teljes hibajavítás olyan kvantumrendszer kifejlesztését jelentené, amely képes a számítási folyamat során felbukkanó hibák azonosítására és kijavítására. A harvardi csapat processzora ahelyett, hogy a számítások során korrigálná a hibákat, egy utólagos hibafelismerési fázist iktat be, amelyben a hibás eredményeket azonosítja és elutasítja.
És bár a kutatócsoport munkája ígéretes, a DARPA egy sajtóközleményben jelezte, hogy a csapat kísérleteiben használt 48 logikai qubitnél legalább egy nagyságrenddel nagyobb mennyiségre lesz szükség ahhoz, hogy létrehozzanak egy továbbfejlesztett és zaj nélküli kvantumszámítógépet.
