ข้อผิดพลาดเกิดขึ้น โดยเฉพาะในคอมพิวเตอร์ควอนตัมบาคาร่า ควอนตัมบิตหรือ qubits ที่เปราะบางซึ่งประกอบเป็นเครื่องจักรนั้นมักมีข้อผิดพลาดได้ง่าย แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถแก้ไข flubs ได้คอมพิวเตอร์ที่ใช้กฎของกลศาสตร์ควอนตัมแสดงสัญญาสำหรับการคำนวณที่อยู่ห่างไกลจากคอมพิวเตอร์มาตรฐาน ( SN: 6/29/17 ) แต่ไม่มีกลไกในการแก้ไขข้อผิดพลาดของคอมพิวเตอร์คำตอบที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมถุยออกมาอาจเป็น gobbledygook ( SN: 6/22/20 )
การรวมพลังของหลาย qubits เข้าเป็นหนึ่งเดียวสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้
นักวิจัยรายงาน 4 ตุลาคมในNature นักวิทยาศาสตร์ใช้เก้า qubits เพื่อสร้าง qubit เดียวที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งเรียกว่า qubit เชิงตรรกะ ซึ่งแตกต่างจาก qubits แต่ละตัวที่สร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบข้อผิดพลาด
Winfried Hensinger นักฟิสิกส์ควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัย Sussex ในเมืองไบรตัน ประเทศอังกฤษ กล่าวว่า “นี่เป็นการสาธิตที่สำคัญบนเส้นทางในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาครั้งใหม่นี้กล่าว
อย่างไรก็ตาม เส้นทางนั้นยังคงอีกยาวไกล Hensinger กล่าว ในการทำการคำนวณที่ซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์จะต้องเพิ่มจำนวน qubits ในเครื่องอย่างมาก แต่ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถควบคุมข้อผิดพลาดได้ เขากล่าวว่า “โดยพื้นฐานแล้วไม่มีอะไรหยุดยั้งเราในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประโยชน์”
ใน qubit เชิงตรรกะ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บซ้ำซ้อน
ที่ช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดในข้อมูลได้ David Schuster นักฟิสิกส์ควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “หากชิ้นส่วนหายไป คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่จากชิ้นส่วนอื่นๆ ได้ เช่น Voldemort” ( จอมวายร้าย Harry Potterรักษาจิตวิญญาณของเขาให้ปลอดภัยโดยซ่อนมันไว้ในวัตถุหลายอย่างที่เรียกว่า Horcruxes)
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ qubit เสริมอีกสี่ตัวที่เชื่อมต่อกับ qubit เชิงตรรกะ เพื่อระบุข้อผิดพลาดในข้อมูล คอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตสามารถทำการคำนวณโดยใช้ qubit เชิงตรรกะแทน qubit ดั้งเดิมที่ผิดพลาด ตรวจสอบซ้ำๆ และแก้ไขข้อผิดพลาดที่ครอบตัด
ในการสร้าง qubit เชิงตรรกะ นักวิจัยใช้เทคนิคที่เรียกว่ารหัส Bacon-Shor โดยนำไปใช้กับ qubits ที่ทำจากอิตเทอร์เบียมไอออนที่ลอยอยู่เหนือชิปดักไอออนภายในสุญญากาศ ซึ่งควบคุมด้วยเลเซอร์ นักวิจัยยังได้ออกแบบลำดับการทำงานเพื่อไม่ให้ข้อผิดพลาดเพิ่มขึ้นอย่างไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งเรียกว่า “ความทนทานต่อความผิดพลาด”
ต้องขอบคุณความพยายามเหล่านั้น qubit เชิงตรรกะใหม่จึงมีอัตราความผิดพลาดต่ำกว่าส่วนประกอบที่มีข้อบกพร่องมากที่สุดที่ประกอบกันขึ้นมา นักฟิสิกส์ควอนตัม คริสโตเฟอร์ มอนโรแห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์คและมหาวิทยาลัยดุ๊กกล่าว
อย่างไรก็ตาม ทีมงานยังดำเนินการไม่ครบถ้วนตามขั้นตอนที่กำหนดไว้สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด ในขณะที่คอมพิวเตอร์ตรวจพบข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น นักวิจัยไม่ได้แก้ไขข้อผิดพลาดและดำเนินการคำนวณต่อไป แต่จะแก้ไขข้อผิดพลาดหลังจากที่คอมพิวเตอร์ทำงานเสร็จ ในตัวอย่างที่สมบูรณ์ นักวิทยาศาสตร์จะตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดได้หลายครั้งในทันที
การแสดงการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประโยชน์ “มันเหมือนกับการบรรลุวิกฤตด้วยฟิชชัน [นิวเคลียร์]” ชูสเตอร์กล่าว เมื่อสิ่งกีดขวางทางวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์นั้นผ่านพ้นไปในปี 1942ก็นำไปสู่เทคโนโลยีอย่างพลังงานนิวเคลียร์และระเบิดปรมาณู ( SN: 11/29/17 )
เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมค่อยๆ เข้าใกล้ประโยชน์ในทางปฏิบัติมากขึ้น บริษัทต่างๆ จึงลงทุนในอุปกรณ์ดังกล่าว บริษัทเทคโนโลยี เช่นIBM , GoogleและIntelเป็นเจ้าภาพในการประมวลผลควอนตัมที่สำคัญ เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม บริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ก่อตั้งโดยมอนโรชื่อ IonQได้เผยแพร่สู่สาธารณะ มอนโรพูดกับScience Newsขณะเดินทางเพื่อกดกริ่งเปิดที่ตลาดหลักทรัพย์นิวยอร์ก
ผลลัพธ์ใหม่แสดงให้เห็นว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมที่เต็มเปี่ยมเกือบจะอยู่ที่นี่แล้ว ผู้เขียนร่วม Kenneth Brown วิศวกรควอนตัมจาก Duke University กล่าว “มันแสดงให้เห็นจริงๆ ว่าเราสามารถรวบรวมชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกันและทำตามขั้นตอนทั้งหมดได้”บาคาร่า
