아동 학습 수학과 마찬가지로 과학자들은 양자 컴퓨터 (슈퍼 컴퓨터를 압도 할 문제를 해결할 수있는 Quantum 컴퓨터를 개발하는 과학자들이 실수를 발견하고 교정하는 법을 배우고 있습니다. 최신 단계에서 팀은 양자 비트 또는 큐 비트 설정에서 오류를 감지하는 방법을 보여주었습니다. 이러한 "결함 공차"는 무기한 조작 할 수 있도록 까다로운 큐빗을 유지하는 대상 목표를 향한 필요한 단계입니다.
오스틴 텍사스 대학교 (University of Texas)의 이론적 컴퓨터 과학자 인 스콧 아론슨 (Scott Aaronson)은“정말 이정표처럼 보입니다. "우리는 누군가가 이것을 할 때까지 시간 문제라는 것을 알고있었습니다." 그러나 산타 바바라 캘리포니아 대학교의 실험 물리학자인 존 마티니 스 (John Martinis)는 새로운 작품의 저자들이 자신이 한 일을 과장하고 있는지 여부에 의문을 제기합니다. "아주 좋은 단계입니다."라고 그는 말합니다. "하지만 그것은 단지 한 단계 일뿐입니다."
기존의 컴퓨터는 0 또는 1으로 설정할 수있는 작은 전기 스위치 또는 비트를 조작합니다. 양자 컴퓨터는 동시에 0과 1으로 설정할 수있는 큐브를 사용합니다. 예를 들어, 큐 비트는 예를 들어 두 개의 다른 에너지 상태를 갖는 작은 초전도 금속의 작은 회로 일 수있다; 또는 한 방향으로 회전하는 개별 이온, 다른 방식, 또는 한 번에 두 가지 방법. 이러한 양방향 상태 덕분에 양자 컴퓨터는 양자 파가 큐 비트를 통해 슬로스하는 특정 문제에 대한 모든 잠재적 솔루션을 인코딩 할 수 있습니다. 간섭은 잘못된 솔루션을 취소하고 올바른 솔루션이 나타납니다. 이러한 기술은 대규모 양자 컴퓨터가 수많은 숫자를 신속하게 고려할 수있게 해줄 것이며, 일반적인 컴퓨터에 어려운 것, 따라서 인터넷의 정보를 보호하는 데 사용되는 암호화 체계를 깨뜨릴 수 있습니다.
.그러나 약간의 간섭은 큐 비트의 섬세한 상태를 관리 할 수 있습니다. 평범한 비트처럼 큐 비트였으며, 연구원들은 단순히 중복 사본을 만들고 적절한 상태를 유지하기 위해 대다수를 계산할 수있었습니다. 사본이 뒤집어지면 비트의 다양한 서브 세트 (여러 차례의 패리티 검사)를 요약하면 어느 것이 밝혀 질 것입니다. 그러나 양자 이론은 한 Qubit의 상태를 다른 큐 비트 상태로 복사하는 것을 금지합니다. 더 나쁜 것은, qubit을 측정하고 그것이 올바른 상태에 있는지 확인하려는 시도는 0 또는 1으로 붕괴되도록합니다.
연구원들은 얽힘이라는 양자 연결을 이용하여 이러한 문제를 해결하여 초기“논리적”큐 비트의 상태를 전파 할 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 큐 비트의 0-and-1 상태는 세 가지 모두 0이고 동시에 3 개는 모두 1입니다. 그런 다음 연구원들은 그룹과 더 많은 부수적 인 큐브를 얽힐 수 있으며, 양자 큐브와 동등한 양의 양자 큐브를 메인 큐브의 오류를 감지 할 수 있습니다.
.실제로, 개발자는 비트 플립과 위상 플립으로 알려진 두 가지 유형의 오류를 방지해야하기 때문에이 계획은 훨씬 더 복잡합니다. 그럼에도 불구하고 과학자들은 진전을 이루고 있습니다. 6 월에 초전도 큐 비트를 사용하는 Google의 연구원들은 한 가지 유형의 오류 또는 다른 한 가지 오류의 사고를 줄일 수 있지만, 10 개의 acillas를 가진 11 개의 물리적 큐 비트에 논리적 인 큐 비트를 퍼뜨린다면
.이제 메릴랜드 대학교 (UMD)의 물리학 자, College Park 및 동료들은 Laird Egan과 Christopher Monroe, 그리고 동료들은 한 걸음 더 나아가서 두 가지 유형의 플립을 동시에 수정하는 계획을 보여주었습니다. 그들의 큐 비트는 칩 표면의 전자기장에 갇힌 개별 Ytterbium 이온으로 구성됩니다. 이 팀은 9 개의 이온을 사용하여 단일 논리적 인 큐 비트와 4 개의 보조 큐 비트를 인코딩하여 주요 것들에 탭을 유지했습니다.
가장 중요한 것은 인코딩 된 논리적 큐 비트가 적어도 어떤면에서는 그것이 의존하는 물리적 인 것보다 더 잘 수행되었습니다. 예를 들어, 연구원들은 논리 0 또는 논리 1 상태 99.67%를 준비하는 데 성공했습니다. ION 기반 양자 컴퓨터를 개발하는 회사 인 IONQ의 공동 창립자 인 Monroe는“[논리적] 큐빗의 품질이이를 인코딩하는 구성 요소보다 처음으로 처음으로 처음입니다.
그러나 Egan은 인코딩 된 큐 비트는 모든면에서 개별 이온을 능가하지 않았다고 지적했다. 대신, 실제 발전은 결함 공차를 보여주는 것입니다. 이는 오류 수정 기계가 수정하는 것보다 더 많은 오류를 불러 일으키지 않는 방식으로 작동 함을 의미합니다. Egan은 IONQ에서“결함 공차는 실제로 오류가 확산되는 것을 방지하는 설계 원칙입니다.
그러나 Martinis는 그 용어를 사용하는 질문입니다. 그는 진정한 결함 내성 오류 수정을 주장하기 위해 연구원들은 다른 두 가지 일을해야한다고 말합니다. 그들은 물리적 큐 비트의 수가 증가함에 따라 논리적 큐 비트의 오류가 기하 급수적으로 작아짐을 보여 주어야합니다. 그리고 그들은 논리적 큐 비트를 유지하기 위해 반복적으로 보조 큐브를 측정 할 수 있다는 것을 보여 주어야한다고 그는 말한다.
.Egan은 이것이 UMD 및 IONQ 팀에게 분명한 다음 단계라는 데 동의합니다. 그는 인코딩 된 논리 큐 비트가 모든면에서 기본 물리적 큐 비트를 능가하는 단계에 도달하기 위해서는 후자가 시작하기에 충분한 오류율이 낮아야한다고 지적했다. Egan은“이것이 일어날 때 큰 결과가 될 것이며 모든 사람들이 그것을 추진하고 있습니다. "하지만 아직 일어나지 않았습니다."
