مستقبل كمي ملون
كتب – المحرر الإفتراضي
يعد تصحيح الخطأ مكونًا رئيسيًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية على نطاق واسع من الغد. باستخدام تصحيح الخطأ ، يمكننا الجمع بين العديد من “Qubits المادية” (في أجهزتنا ، هذه دوائر صغيرة توصيل فائقة يمكنها تخزين المعلومات الكمومية ، ولكنها حساسة للضوضاء) في مجموعة تعمل معًا لتخزين “Qubit المنطقي” الأكثر قوة للضوضاء. قبل بضعة أشهر فقط ، أعلنا أننا قمنا بتنفيذ تجربة تصحيح خطأ كمية سطحية تجاوزت عتبة الأداء المطلوبة للحصول على فوائد من توسيع نطاق النظام. هذا يعني أنه ، من حيث المبدأ ، يمكننا الآن إنشاء Qubit المنطقي شبه المثالي عن طريق “ببساطة” إضافة المزيد والمزيد من Qubits المادية.
يثير التفكير في الخطوات التالية في هذه الرحلة الأسئلة التالية:
- كيف يمكننا تقليل عدد Qubits المادية لكل Qubit المنطقي؟
- كيف يمكننا زيادة سرعة العمليات المنطقية والخوارزميات الكمومية؟
تتمثل إحدى طرق إحراز تقدم في كل من هذا السؤال ، الذي يتضح من إصدار رقاقة الصفصاف لدينا ، في تحسين جودة Qubits المادية (أي انخفاض معدلات الخطأ المادي). هذا يقلل من مسافة الكود المطلوبة (أي الحد الأدنى لعدد الأخطاء المادية المتزامنة المطلوبة لإنتاج خطأ منطقي) يؤدي إلى عدد أقل من Qubits في Qubit المنطقية والعمليات المنطقية الأسرع ، والتي تتوسع عمومًا مع مسافة الكود. ومع ذلك ، هناك طريقة أخرى لجعل رمز تصحيح الخطأ أكثر فعال.
اليوم ، نحن متحمسون للإبلاغ عن العرض التجريبي لنظام “رمز اللون” الذي يوفر بديلاً مفيدًا لرمز السطح الذي تمت دراسته جيدًا. في آخرنا طبيعة المنشور ، “التحجيم والمنطق في رمز اللون على معالج الكم الفائق” ، نقوم بتنفيذ لبنات البناء المطلوبة لجهاز كمبيوتر كمي فعال من الموارد ، الذي يتحمل الأخطاء استنادًا إلى رمز اللون. تمامًا مثل رمز السطح ، فإن رمز اللون هو وسيلة لترميز كل Qubit المنطقي باستخدام العديد من Qubits الفعلية بطريقة يمكن اكتشاف الأخطاء وتصحيحها عند حدوثها. ومع ذلك ، فإن رمز اللون يستخدم نمطًا هندسيًا مختلفًا لقياس التكافؤ (أي تصحيحًا ثلاثيًا من البلاط السداسي) والذي يتطلب عدد أقل من الحواف الفيزيائية ويتميز بوابات منطقية أكثر كفاءة من رمز السطح ، ولكن هذا يأتي على حساب حاجة إلى دوائر مادية أعمق وأجهزة توطيف مختلفة.
