Το ‘Ocelot’ του Caltech γίνεται η πιο πρόσφατη πρόοδος στην εξάλειψη σφαλμάτων στην κβαντική υπολογιστική

Τον περασμένο χρόνο, η McKinsey & Company δημοσίευσε μια ολοκληρωμένη αναφορά που χαράζει τη μελλοντική πορεία της κβαντικής υπολογιστικής. Η αναφορά ονομάστηκε φιλόδοξα ‘The Rise of Quantum Computing.’ Ωστόσο, οι φιλοδοξίες δεν ήταν αβάσιμες.

Η McKinsey δήλωσε ότι το ταξίδι προς την Κβαντική Υπολογιστική οδήγησε από τον επιταχυμένο ρυθμό των τεχνολογικών προόδων, την αυξημένη ροή επενδύσεων και την εξάπλωση του οικοσυστήματος των νεοσύστατων επιχειρήσεων.

Όλοι αυτοί οι παράγοντες ευθύνονται για το ότι οι επιχειρηματικοί ηγέτες σχεδιάζουν ισχυρές στρατηγικές κβαντικής υπολογιστικής. Η ενημερωμένη ανάλυση της McKinsey για το τρίτο ετήσιο Quantum Technology Monitor αποκαλύπτει ότι τέσσερις τομείς — χημικά, βιοεπιστήμες, χρηματοοικονομικά και κινητικότητα — πιθανότατα θα δουν τις πρώτες επιδράσεις από την κβαντική υπολογιστική και θα μπορούν να κερδίσουν έως 2 τρισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2035.

Για να αναπτυχθεί η Κβαντική Υπολογιστική όπως οραματίζεται η McKinsey, απαιτείται ένα ακμάζον οικοσύστημα καινοτομίας. Σε μία από τις πιο πρωτοποριακές προόδους σε αυτό το θέμα, επιστήμονες στο Κέντρο AWS για Κβαντική Υπολογιστική στην πανεπιστημιούπολη του Caltech¹ έχουν βρει έναν τρόπο να καταστέλουν τα σφάλματα σε κβαντικούς υπολογιστές — ένα πρόβλημα που θα μπορούσε να γίνει το μεγαλύτερο εμπόδιο στην κατασκευή μελλοντικών κβαντικών μηχανών. 

Ποιο ήταν το ‘Πρόβλημα’?

Η κατασκευή ενός γενικού κβαντικού υπολογιστή που υπερβαίνει τη μελέτη εξειδικευμένων περιοχών της φυσικής παραμένει πρόκληση λόγω της εγγενούς ευαισθησίας του στο θόρυβο. Οι ερευνητές έχουν διαπιστώσει ότι οι δονήσεις, η θερμότητα, η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή από κινητά τηλέφωνα και δίκτυα Wi‑Fi, καθώς και ακόμη και τα κοσμικά ακτινοβολίες και η ακτινοβολία από το διάστημα μπορούν να επηρεάσουν τα qubits — τα κβαντικά bits — τα βγάζοντας από την κβαντική τους κατάσταση και προκαλώντας σημαντικά περισσότερα σφάλματα από τους κλασικούς υπολογιστές.

Για να το επεξηγήσουμε με μεγαλύτερη επιστημονική ακρίβεια, η έρευνα, με τίτλο Hardware-Efficient Quantum Error Correction Via Concatenated Bosonic Qubits, εργάζεται προς την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών που θα ενσωματώνουν κβαντική διόρθωση σφαλμάτων. Θα διαθέτει ένα λογικό qubit κωδικοποιημένο επαναληπτικά σε πολλά θορυβώδη φυσικά qubits.

Ocelot: Η Λύση

Με απλούστερα λόγια, η ομάδα επιστημόνων από την AWS και το Caltech παρουσίασε μια νέα αρχιτεκτονική κβαντικού chip για την καταστολή σφαλμάτων χρησιμοποιώντας έναν τύπο qubit γνωστό ως cat qubit.

Τα Cat Qubits δεν είναι καινούργια, όμως προτάθηκαν για πρώτη φορά το 2001. Από τότε, οι ερευνητές τα έχουν συνεχώς αναπτύξει και βελτιώσει. Η σημαντική πρόοδος για την ομάδα ήρθε με τη δημιουργία του πρώτου επεκτάσιμου chip cat qubit, σχεδιασμένο για να μειώνει αποδοτικά τα κβαντικά σφάλματα. Το chip ονομάστηκε Ocelot, μετά τη σημειωμένη άγρια γάτα, ενώ επίσης αναφέρεται στην εσωτερική τεχνολογία «ταλαντωτή» που υποστηρίζει τα cat qubits.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ποσοστά σφαλμάτων πρέπει να είναι δισεκατομμύρια φορές καλύτερα από ό,τι είναι σήμερα. Μόνο τότε οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να θεωρηθούν επιτυχημένοι. Η νέα εφεύρεση θα μας βοηθήσει να φτάσουμε τον στόχο πιο γρήγορα:

Σύμφωνα με τον Oskar Painter (PhD’ 01), ο John G Braun είναι καθηγητής εφαρμοσμένης φυσικής και φυσικής στο Caltech και επικεφαλής του τμήματος κβαντικού υλικού στην AWS:

“Τα ποσοστά σφαλμάτων έχουν μειωθεί περίπου κατά παράγοντα δύο κάθε δύο χρόνια. Με αυτόν τον ρυθμό, θα χρειαστούν 70 χρόνια για να φτάσουμε εκεί που πρέπει να είμαστε. Αντίθετα, αναπτύσσουμε μια νέα αρχιτεκτονική chip που μπορεί να μας φέρει εκεί πιο γρήγορα. Παρόλα αυτά, αυτό είναι ένα αρχικό δομικό στοιχείο. Έχουμε ακόμη πολύ δουλειά να κάνουμε.”

Οι ερευνητές, ενώ επισημαίνουν τα μειονεκτήματα των τρεχουσών τεχνολογιών qubit, λένε ότι μπορεί να απαιτούν χιλιάδες επιπλέον qubits για να παρέχουν το επιθυμητό επίπεδο προστασίας από σφάλματα, κάτι που είναι παρόμοιο με τα μέσα ενημέρωσης που απασχολούν ένα τεράστιο τμήμα ελεγκτών γεγονότων για να επαληθεύσουν την ακρίβεια των άρθρων τους αντί για μια μικρή ομάδα. Αυτό κάνει τη διαδικασία να καταρρέει λόγω του κόστους των επιπλέον εξόδων, το οποίο είναι υπερβολικό και δύσκολο στη διαχείριση.

Ο Fernando Brandão, Bren Καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Caltech και διευθυντής εφαρμοσμένης επιστήμης στην AWS, παραδέχεται αυτό το πρόβλημα. Λέει:

“Έτσι, δοκιμάζουμε νέες προσεγγίσεις στη διόρθωση σφαλμάτων που θα μειώσουν το κόστος.”

Η Τεχνολογία Ταλάντωσης στη Βάση του Ocelot

Η ομάδα χρησιμοποιεί έναν τύπο qubit που σχηματίζεται από υπεραγωγικά κυκλώματα κατασκευασμένα από μικροκυματικούς ταλαντωτές, όπου οι καταστάσεις 1 και 0 — που αντιπροσωπεύουν το qubit — ορίζονται ως δύο διαφορετικές μεγάλου εύρους αμplitudes ταλάντωσης. Αυτή η προσέγγιση στοχεύει στο να κάνει τις καταστάσεις του qubit σταθερές και αδιάβλητες από σφάλματα bit‑flip.

Μonce που τα σφάλματα bit‑flip έχουν αντιμετωπιστεί, το άλλο σφάλμα που απομένει να διορθωθεί είναι το σφάλμα phase‑flip. Για τον εντοπισμό σφαλμάτων φάσης, το chip Ocelot χρησιμοποιεί τέσσερα βοηθητικά qubits.

Ο απλός κώδικας επανάληψης της ομάδας είναι αποτελεσματικός στο εντοπισμό των σφαλμάτων phase‑flip και βελτιώνεται καθώς ο κώδικας αυξάνεται από τρία cat qubits σε πέντε cat qubits.

Το Μονοπάτι Μπροστά για την Έρευνα

Αυτή τη στιγμή, η επίδειξη βρίσκεται σε στάδιο απόδειξης της έννοιας. Ωστόσο, οι ερευνητές που συμμετέχουν στη διαδικασία, όπως ο Painter, είναι ενθουσιασμένοι από την απόδοση που έχει επιδείξει το Ocelot. Λέει:

“Είναι ένα πολύ δύσκολο πρόβλημα προς αντιμετώπιση, και θα χρειαστεί να συνεχίσουμε να επενδύουμε στην βασική έρευνα, παραμένοντας συνδεδεμένοι και μαθαίνοντας από τη σημαντική δουλειά που γίνεται στην ακαδημαϊκή κοινότητα.”

Όπως υπαινίχθηκε από τον Painter, αυτές οι βελτιώσεις χρειάζονται εταιρικούς χορηγούς. Απαιτούν επενδύσεις για κλιμάκωση. Στις επόμενες ενότητες, συζητάμε μερικές τέτοιες εταιρείες που κάνουν σημαντική δουλειά στον τομέα της Κβαντικής Υπολογιστικής.

1. IBM

Η IBM, ο παγκοσμίως σεβαστός τεχνολογικός γίγαντας, παραμένει αφοσιωμένη στο να κάνει την κβαντική υπολογιστική πρακτική για τον κόσμο. Διαχειρίζεται μια αφιερωμένη ενότητα, την IBM Quantum, η οποία προσφέρει πρόσβαση στον μεγαλύτερο στόλο κβαντικών υπολογιστών παγκοσμίως μέσω του Qiskit — μιας πλατφόρμας που παρέχει εργαλεία λογισμικού και υπηρεσίες για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου μοντέλου προγραμματισμού για χρηστικότητα.

Το QuantumSafe της IBM, για παράδειγμα, εξασφαλίζει μια επιχείρηση για το κβαντικό μέλλον, προσφέροντας τα 127‑qubit συστήματά της δωρεάν. Επιπλέον, η πλατφόρμα παρέχει πρόσβαση σε συστήματα, τεκμηρίωση και εκπαιδευτικούς πόρους όλα σε ένα μέρος.

Η εταιρεία είναι αφοσιωμένη στο να κάνει την κβαντική υπολογιστική υπεύθυνη. Η αποστολή της εταιρείας σε αυτό το πλαίσιο είναι να είναι «ο καταλύτης για να κάνει ο κόσμος να λειτουργεί καλύτερα», και διαχειρίζεται μια Πρωτοβουλία Υπεύθυνης Κβαντικής για να διασφαλίσει ότι η ανάπτυξή μας είναι σύμφωνη με αυτήν την αποστολή.

Σύμφωνα με την IBM, η Υπεύθυνη Κβαντική Υπολογιστική είναι η κβαντική υπολογιστική που είναι συνειδητή των επιπτώσεών της. Η εταιρεία έχει διαμορφώσει πέντε Αρχές Υπεύθυνης Κβαντικής για την ανάπτυξη και υλοποίηση κβαντικής τεχνολογίας που η ομάδα ακολουθεί εσωτερικά. Αυτές οι αρχές είναι οι εξής:

• Δημιουργήστε θετικό κοινωνικό αντίκτυπο.
• Εξερευνήστε περιπτώσεις χρήσης με προνοητικότητα.
• Προωθήστε τα προϊόντα της IBM με ακρίβεια
• Λάβετε συνεπείς, αρχές αποφάσεις
• Δομήστε μια ποικίλη και ενσωματωτική κβαντική κοινότητα

Με σταθερή πρόοδο κατά μήκος του IBM Quantum™ Roadmap, η εταιρεία αναβαθμίζει την κβαντική της πλατφόρμα για να προσφέρει υπηρεσίες cloud επιχειρηματικού επιπέδου.

Πιο συγκεκριμένα, η εταιρεία αναβαθμίζει με υποδομή επιχειρηματικού επιπέδου. Ωστόσο, για να παραμείνει αδιάλειπτη για τους υπάρχοντες χρήστες, η εταιρεία θα διασφαλίσει ότι η τελική έκδοση της νέας Πλατφόρμας IBM Quantum θα είναι πολύ παρόμοια με την έκδοση που χρησιμοποιούμε τώρα.

Η εταιρεία θα διασφαλίσει ότι οι χρήστες θα συνεχίσουν να έχουν πρόσβαση στην τεκμηρίωση και τους εκπαιδευτικούς πόρους που παρέχει παραδοσιακά. Ωστόσο, η αναβάθμιση θα ενισχύσει την αξία με αυξημένη απόδοση και ισχυρές δυνατότητες.

Ανάμεσα σε συγκεκριμένες δυνατότητες, η αναβάθμιση θα περιλαμβάνει βελτιωμένη ιδιωτικότητα και ασφάλεια δεδομένων, μια απλοποιημένη εμπειρία ειδοποιήσεων, καλύτερη πλοήγηση στην πλατφόρμα, πολλαπλές επιλογές γλώσσας για χρήστες που μιλούν γλώσσες εκτός της αγγλικής, κ.λπ.

Για ενισχυμένα επίπεδα δημόσιας προσβασιμότητας, η IBM έχει δημιουργήσει ένα Quantum Network. Το δίκτυο υποστηρίζει επιχειρήσεις, πανεπιστήμια, εργαστήρια και ηγέτες της βιομηχανίας στα ταξίδια τους προς την προώθηση της κβαντικής χρηστικότητας. Τα μέλη αποκτούν πρόσβαση σε εκπαιδευτικούς πόρους, ειδικούς και εκδηλώσεις για την επιτάχυνση της έρευνας και την προώθηση της συνεργασίας.

Για το τελευταίο οικονομικό έτος, η IBM κατέγραψε έσοδα 62,8 δισεκατομμυρίων δολαρίων, αύξηση 1 τοις εκατό, 3 τοις εκατό σε σταθερό νόμισμα.

Κατά τη διάρκεια της παρουσίασης των αποτελεσμάτων, ο Arvind Krishna, πρόεδρος, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της IBM, είπε:

“Πριν τρία χρόνια, θέσαμε ένα όραμα για μια ταχύτερα αναπτυσσόμενη, πιο κερδοφόρα IBM. Είμαι περήφανος για τη δουλειά που έκανε η ομάδα της IBM για να εκπληρώσει ή να υπερβεί τις δεσμεύσεις μας. Με τη στοχευμένη στρατηγική μας, το ενισχυμένο χαρτοφυλάκιο και την κουλτούρα καινοτομίας, βρισκόμαστε σε καλή θέση για το 2025 και μετά, και αναμένουμε αύξηση εσόδων τουλάχιστον πέντε τοις εκατό και ελεύθερη ταμειακή ροή περίπου 13,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων φέτος.”

2. Microsoft

Ένας άλλος κορυφαίος τεχνολογικός γίγαντας που κάνει πρωτοποριακή δουλειά στον τομέα της κβαντικής υπολογιστικής είναι η Microsoft (MSFT ). Το όραμά της είναι να επιταχύνει την επιστημονική ανακάλυψη μέσω κορυφαίας βιομηχανικής τεχνολογίας που θα επιταχύνει την επιστημονική ανακάλυψη.

Η Microsoft διαθέτει τις ακόλουθες τέσσερις κβαντικές λύσεις:

• Microsoft Quantum Compute Platform: Μια πλατφόρμα που επιτρέπει μια νέα γενιά κβαντικών εφαρμογών.
• Azure Quantum Elements: Είναι μια ειδικά σχεδιασμένη λύση για την επιτάχυνση της επιστημονικής ανακάλυψης.
• Quantum Hardware: Λύση που στοχεύει στην απελευθέρωση ενός κλιμακωμένου κβαντικού υπερυπολογιστή.
• Quantum Networking: Μια λύση που επιτρέπει κατανεμημένη κβαντική υπολογιστική με ένα κβαντικό δίκτυο

Αν εξετάσουμε αυτές τις λύσεις από την προοπτική των χρηστών τους, διαφορετικές λύσεις παρέχουν διαφορετικές υπηρεσίες. Για παράδειγμα, μέσω της πλατφόρμας Microsoft Quantum Compute, είναι δυνατόν να αποκτήσουμε πρόσβαση σε κορυφαίο κβαντικό υλικό, αξιόπιστα λογικά qubits, προηγμένα μοντέλα AI και προσομοιώσεις HPC για την επιτάχυνση επιστημονικών ανακαλύψεων.

Η λύση Azure Quantum Elements βοηθά στην επιτάχυνση της επιστημονικής ανακάλυψης για τη χημεία και την επιστήμη των υλικών μέσω Υψηλής Απόδοσης Υπολογιστών, Τεχνητής Νοημοσύνης και ενός μελλοντικού κβαντικού υπολογιστή.

Μέσω του Microsoft Quantum Hardware, η εταιρεία κατασκευάζει έναν κβαντικό υπερυπολογιστή που θα επιτρέψει στον κόσμο να αντιμετωπίσει προβλήματα όπως η αντιστροφή της κλιματικής αλλαγής και η βελτίωση της ασφάλειας τροφίμων.

Τέλος, μέσω του Microsoft Quantum Networking, η εταιρεία στοχεύει να προσφέρει δυνατότητες κβαντικού δικτύου για την κλιμάκωση κβαντικών συμπλεγμάτων και την ενεργοποίηση νέων εφαρμογών σχετικών με την ασφάλεια.

Αν εμβαθύνουμε περισσότερο στο Microsoft Quantum Hardware, θα συνειδητοποιήσουμε ότι πρόκειται πράγματι για μια πρόοδο. Είναι μια πρόοδος επειδή πρωτοπορεί στην κβαντική υπολογιστική μόνο με μέτρηση — έναν θεμελιωδώς πιο απλό τρόπο ελέγχου της κβαντικής πληροφορίας.

Με την υποστήριξη ενός Topological Core, ο επεξεργαστής της Microsoft σχεδιάζεται να κλιμακωθεί σε ένα εκατομμύριο qubits — αρκετή υπολογιστική ισχύ για να αντιμετωπίσει τις πιο δύσκολες προκλήσεις της ανθρωπότητας στην ενέργεια, την ιατρική και πέρα από αυτά.

Σε αυτό το πλαίσιο, μπορεί κανείς να εξετάσει το άρθρο της Microsoft, δημοσιευμένο στο Nature, με τίτλο ‘Interferometric Single-Shot Parity Measurement In Inas–Al Hybrid Devices.’

Συνολικά, το Microsoft Quantum Hardware στηρίζεται στους ακόλουθους θεμελιώδεις πυλώνες:

• Scalability: Η λύση σχεδιάστηκε για να επιτρέψει χρήσιμη κβαντική υπολογιστική
• Stability: Είναι ανθεκτική στα σφάλματα σε επίπεδο υλικού.
• Small: Το υλικό είναι ικανό να φιλοξενήσει πάνω από ένα εκατομμύριο qubits σε ένα μόνο chip.
• Fast: Χρειάζεται λιγότερο από 1 μικροδευτερόλεπτο ανά λειτουργία.
• Controllable: Τα τάσεις παλμών του παρέχουν ακριβή ψηφιακό έλεγχο.

Αν εξετάσουμε τα βασικά χαρακτηριστικά του Azure Quantum Elements, η γενετική χημεία του αξιοποιεί τη δύναμη της γενετικής AI για να απλοποιήσει σημαντικά την ανακάλυψη και το σχεδιασμό νέων μορίων με επιθυμητές ιδιότητες. Η επιταχυμένη λειτουργία DFT καθορίζει τις ιδιότητες των μορίων με χιλιάδες άτομα σε ώρες, προσφέροντας σημαντική αύξηση στην ταχύτητα σε σχέση με άλλους κώδικες DFT.

Επιπλέον, το ανοιχτό οικοσύστημα βοηθά στη χρήση γνωστών λογισμικών λύσεων που βελτιστοποιήθηκαν για το Azure Quantum Elements.

Το Azure Quantum Elements της Microsoft έχει βοηθήσει αρκετά ερευνητικά ιδρύματα και εταιρείες να παραδώσουν λύσεις για το μέλλον. Για παράδειγμα, η Unilever αξιοποίησε τη δύναμη των υπερυπολογιστών και των υπηρεσιών AI της Microsoft για να υποστηρίξει τη μετασχηματισμό της R&D και την καινοτομία προϊόντων.

Η Microsoft και το Pacific Northwest National Laboratory συνεργάστηκαν για να εντοπίσουν ένα νέο υλικό με δυνατότητα καλύτερων μπαταριών. Η εταιρεία συνεργάστηκε με την AspenTech για το σχεδιασμό μιας ροής εργασίας κβαντικής χημείας. Συνεργάστηκε επίσης με την Johnson Matthey για την επιτάχυνση της καινοτομίας των υδρογόνων κυψελών καυσίμου μέσω του Azure Quantum.

Η Microsoft και η 1910 Genetics συνεργάστηκαν για να ενισχύσουν την παραγωγικότητα της R&D στη φαρμακευτική βιομηχανία, ενώ συνεργάστηκε με την InQuanto για την επιτάχυνση της κβαντικής υπολογιστικής χημείας. Συνολικά, η Microsoft έχει διαδραματίσει κεντρικό ρόλο στην επίδειξη του πώς η Κβαντική Υπολογιστική θα μπορούσε να γίνει αποδοτικά χρήσιμη για ένα ισχυρό και αποδοτικό μέλλον.

Το 2024, το έτος που σηματοδότησε το 50ο έτος λειτουργίας της Microsoft. Η εταιρεία παρείχε πάνω από 245 δισεκατομμύρια δολάρια ετήσια έσοδα, αύξηση 16 τοις εκατό σε ετήσια βάση, και πάνω από 109 δισεκατομμύρια δολάρια λειτουργικό εισόδημα, αύξηση 24 τοις εκατό. Η εταιρεία δήλωσε σαφώς ότι επικεντρώνεται στην ανάπτυξη τεχνικών προϊόντων και λύσεων υποστήριξης με μετασχηματιστικό δυναμικό για το μέλλον του cloud computing και τη συνεχή ανάπτυξη της εταιρείας, όπως η κβαντική υπολογιστική και η προχωρημένη AI για την επιστήμη.

Ενώ οι μεγάλες τεχνολογικές εταιρείες κάνουν ό,τι μπορούν, η ερευνητική κοινότητα δεν μένει πίσω. Ξεκινήσαμε τη συζήτησή μας με μια τέτοια πρωτοποριακή έρευνα και θα καταλήξουμε με μερικές ακόμη.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε την τρέχουσα κατάσταση της κβαντικής υπολογιστικής.

Περισσότερα για την Έρευνα στην Κβαντική Υπολογιστική

Η Google Quantum AI και οι συνεργάτες της δημοσίευσαν την έρευνά τους στο Nature τον Δεκέμβριο του 2024. Η εργασία είχε τίτλο Quantum Error Correction Below The Surface Code Threshold.

Η έρευνα αντιμετώπισε το ζήτημα της κβαντικής διόρθωσης σφαλμάτων, ένα κλειδί για την πρακτική κβαντική υπολογιστική. Συνδυάζοντας πολλαπλά φυσικά qubits σε ένα λογικό qubit, αυτή η προσέγγιση καταστέλλει εκθετικά το λογικό ποσοστό σφάλματος καθώς προστίθενται περισσότερα qubits.

Ως αποτέλεσμα, οι ερευνητές παρουσίασαν δύο μνήμες surface code κάτω από το όριο σε νέα γενιά υπεραγωγικών επεξεργαστών, το Willow, ένας κώδικας απόσταση‑7 και ένας κώδικας απόσταση‑5 ενσωματωμένος με αποκωδικοποιητή πραγματικού χρόνου.

Τα αποτελέσματα ήταν σημαντικά. Το σύστημα διατήρησε απόδοση κάτω από το όριο κατά την αποκωδικοποίηση σε πραγματικό χρόνο, επιτυγχάνοντας μέση καθυστέρηση αποκωδικοποιητή 63 μικροδευτερόλεπτα σε αποστάσεις πέντε έως ένα εκατομμύριο κύκλους, με χρόνο κύκλου 1,1 μικροδευτερόλεπτα. Οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι η έρευνά τους έδειξε ότι, εφόσον κλιμακωθεί, η απόδοση της συσκευής θα μπορούσε να ικανοποιήσει τις λειτουργικές απαιτήσεις μεγάλων κλιμακωτών αλγορίθμων ανθεκτικών σε σφάλματα.

Το 2022, διατηρώντας τη διόρθωση σφαλμάτων στο επίκεντρο, ερευνητές της IBM εξερεύνησαν έναν κώδικα που ονομάζεται gross code, ένα νέο είδος κώδικα που μπορεί να αποθηκεύει κβαντική πληροφορία χωρίς σφάλματα με ένα κλάσμα του υλικού κόστους. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε διόρθωση σφαλμάτων με σημαντικά λιγότερο κόστος.

Σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature, η IBM εστίασε συγκεκριμένα στην αναζήτηση κβαντικής μνήμης ανθεκτικής σε σφάλματα με χαμηλό κόστος qubit, υψηλό όριο σφάλματος και μεγάλη απόσταση κώδικα. Η εταιρεία ισχυρίστηκε ότι η μαθηματική της ανάλυση βρήκε συγκεκριμένα παραδείγματα κωδίκων qLDPC που πληρούσαν όλες τις προϋποθέσεις για ανθεκτικότητα σε σφάλματα, ύπαρξη κβαντικής μνήμης, υψηλό όριο σφάλματος, μεγάλη απόσταση κώδικα και χαμηλό κόστος qubit.

Η εταιρεία ισχυρίστηκε ότι ο κώδικάς της ανήκει σε μια οικογένεια κωδίκων που ονομάζονται «Bivariate Bicycle (BB)» codes. Θα διαμορφώσουν όχι μόνο την μελλοντική έρευνα της IBM, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζουμε φυσικά κβαντικά συστήματα.

Συνολικά, υπάρχει άφθονο περιθώριο για τη σταθερή πρόοδο στην προσέγγιση του κβαντικού πλεονεκτήματος. Οι παγκόσμιες δημόσιες επενδύσεις στην κβαντική τεχνολογία έφτασαν τα 42 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023, με την Κίνα να ηγείται με ανακοίνωση κυβερνητικής επένδυσης 15,3 δισεκατομμυρίων δολαρίων.

Ακολουθούν η Γερμανία, το Ηνωμένο Βασίλειο, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Νότια Κορέα, μεταξύ άλλων. Το γεγονός ότι οι τεχνολογικά ανεπτυγμένες οικονομίες επενδύουν περισσότερο στην κβαντική υπολογιστική και τις συναφείς τεχνολογίες αποτελεί απόδειξη του τεράστιου πεδίου της. Αυτό που βλέπουμε τώρα μπορεί να είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου.

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τις πέντε κορυφαίες εταιρείες κβαντικής υπολογιστικής.