Galingi kvantiniai kompiuteriai atsiras greičiau nei tikėtasi: galime nebelaukti tobulų lustų

Mokslininkai skelbia, suradę būdą „apeiti“ galingų ir tobulų lustų poreikį kvantiniams kompiuteriams. Šie įrenginiai, su įspūdingai platesnėmis galimybėmis nei iki šiol, galėtų atsirasti daug greičiau nei buvo manyta ir paskatinti technologinį proveržį visame pasaulyje.

Svarbūs kvantinės įrangos pokyčiai

Kalifornijos universiteto mokslininkai žymi ypatingą reikšmę turintį kvantinių įrenginių konstravimo pokytį. Jų atlikto tyrimo rezultatai atskleidė, kad užuot laukę, kol atsiras tinkami lustai ir kitos jungtys, tyrėjai galėtų naudoti dabartines technologijas – jas integruoti į didesnes, gedimams atsparias sistemas. Tuo tarpu pažangesni kvantiniai kompiuteriai galėtų būti kuriami jau dabar.

Šis atradimas unikalus, nes paspartins kartais su fantastikos pasauliu siejamas kvantinių kompiuterių galimybes – įrenginių gebėjimą spręsti sudėtingas, realaus pasaulio problemas dideliu mastu. Tai reiškia, kad galės būti apdorojama daugiau duomenų, tačiau sistemos nepatirs jokių našumo sutrikimų arba galės automatiškai aptikti ir ištaisyti klaidas.

Iki šiol jie jau yra naudojami chemijos ar duomenų saugumo tyrimuose, tačiau dar nėra naudingi didelio masto praktiniam pritaikymui.

Modulinės kvantinės sistemos yra patikimos

Mokslininkai atskleidžia, kad kvantinius kompiuterius galima sukurti iš tarpusavyje sujungtų mažesnių lustų ir jos veiks taip pat patikimai net ir esant netobulai techninei įrangai.

Iki šiol manyta, kad viena pagrindinių techninių kliūčių tokios sistemos integracijai į kvantinius kompiuterius yra susijusi su tuo, kad jie skleidžia „triukšmingus ryšius“ tarpusavyje, todėl didėja rizika klaidoms ir jų automatinio taisymo galimybėms.

Tačiau tyrimas atskleidė kitokią situaciją – net ir tada, kai lustai sukelia pašalinius trikdžius, kvantinė sistema gali efektyviai ištaisyti atsirandančias klaidas, jei kiekvienas procesorius išlaiko aukštą veikimo tikslumą. Tai pasiekiama, kai lustai įtraukia ne vieną kubitą – pagrindinį informacijos vienetą, bet yra sudaryti iš daugelio fizinių kubitų, o jų perteklius padeda veikti efektyviai.

Išbandė praktiškai

Tyrėjų komanda atliko tūkstančius modeliavimų, kurie parodė, kaip imituojant realistiškas kvantines architektūras, sudarytas iš daugybės mažesnių lustų triukšmingesnių iki 10 kartų, būtų įmanoma įgyvendinti tokias pačias našias operacijas kaip ir su vieninteliu procesoriumi.

Bandymų metu naudoti „Google“ kvantinės infrastruktūros parametrai, taip pat „Google Quantum AI“ modeliavimo priemonė.

Pagrindinis tyrimo autorius Mohamed Shalby sako, kad atsivers visiškai kitokios kvantinių kompiuterių galimybės: „Tai reiškia, kad mums nebereikia laukti tobulos įrangos, kad galėtume plėsti kvantinius kompiuterius. Dabar žinome, kad tol, kol kiekvienas lustas veikia tiksliai, ryšiai tarp jų gali būti pakankamai geri, nebūtinai tobuli, ir mes vis tiek galime sukurti atsparią klaidoms sistemą“.

Šiuolaikinio pasaulio poreikiai vis auga, o egzistuojanti skaitmeninė infrastruktūra ilgainiui gali nebeatitikti keliamų lūkesčių. Kvantinė kompiuterija yra viena perspektyviausių šio sektoriaus technologijų, kuri potencialiai galėtų išspręsti daugelį šiandieninių iššūkių, o anksčiau paruošėme ir keletą konkrečių pavyzdžių: Kvantinė ateitis: 5 būdai, kaip kvantiniai kompiuteriai pakeis mūsų gyvenimą.