25 Eylül 2023 - MIT araştırmacıları, kübitler arasındaki işlemleri daha yüksek doğrulukla gerçekleştirebilen ve kuantum bilgisayarların ticari kullanımının önündeki engel olan hata düzeltmeyi ortadan kaldıran yeni bir süper iletken kübit mimarisi sergilediklerini bildirdi.
Araştırmacılar, fluksonyum olarak bilinen ve daha yaygın olarak kullanılan süper iletken kübitlerden daha uzun bir ömre sahip olabilen nispeten yeni bir tür süper iletken kübit kullandılar. Vaadi veya kuantum hesaplamayı gerçekleştirmek için, hata düzeltme kodlarının kuantum versiyonlarının, hesaplama hatalarını meydana geldiğinden daha hızlı hesaba katabilmesi gerekir. Ancak günümüzün kuantum bilgisayarları henüz ticari açıdan uygun ölçeklerde bu tür hata düzeltmelerini gerçekleştirecek kadar sağlam değil.
MIT araştırmacıları tarafından kullanılan mimari, iki fluksonyum kubiti arasında, geçit olarak bilinen mantıksal işlemleri son derece doğru bir şekilde gerçekleştirmelerini sağlayan özel bir bağlantı elemanı içeriyor. Kuantum operasyonlarında hatalara yol açabilecek bir tür istenmeyen arka plan etkileşimini bastırır.
Bu yaklaşım, yüzde 99.9 doğruluğu aşan iki kübitli geçitleri ve yüzde 99.99 doğrulukla tek kübitli geçitleri mümkün kıldı. Ayrıca araştırmacılar bu mimariyi genişletilebilir bir üretim süreci kullanarak bir çip üzerinde uyguladılar.
"Büyük ölçekli bir kuantum bilgisayarı oluşturmak, sağlam kübitler ve kapılarla başlar. Son derece umut verici iki kübitlik bir sistem gösterdik ve ölçeklendirme açısından birçok avantajını ortaya koyduk. Bir sonraki adımımız kübit sayısını artırmaktır," diyor Mühendislik Kuantum Sistemleri (EQuS) grubunda fizik yüksek lisans öğrencisi olan ve bu mimari üzerine bir makalenin baş yazarı olan Leon Ding PhD '23.
Ding makaleyi EQuS doktora sonrası araştırmacısı Max Hays ile birlikte yazdı; Youngkyu Sung Doktora '22; Şu anda Atlantic Quantum'un CEO'su olan Bharath Kannan PhD '22; MIT Lincoln Laboratuvarı'nda kadrolu bilim adamı ve ekip lideri olan Kyle Serniak; ve kıdemli yazar William D. Oliver, Henry Ellis Warren elektrik mühendisliği, bilgisayar bilimi ve fizik profesörü, Kuantum Mühendisliği Merkezi direktörü, EQuS lideri ve Elektronik Araştırma Laboratuvarı müdür yardımcısı; MIT ve MIT Lincoln Laboratuvarı'ndaki diğerleri gibi. Araştırma bugün ortaya çıktı Fiziksel İnceleme X.
Fluxonium Qubit'e Yeni Bir Bakış
Klasik bir bilgisayarda kapılar, hesaplamayı mümkün kılan bitler (1'ler ve 0'lar dizisi) üzerinde gerçekleştirilen mantıksal işlemlerdir. Kapılar kuantum hesaplama Aynı şekilde düşünülebilir; tek bir kübit kapısı, bir kübit üzerinde yapılan mantıksal bir işlemdir, iki kübitlik bir geçit ise bağlı iki kübitin durumlarına bağlı bir işlemdir.
Sadakat, bu kapılarda gerçekleştirilen kuantum işlemlerinin doğruluğunu ölçer. Mümkün olan en yüksek aslına uygunluğa sahip kapılar önemlidir çünkü kuantum hataları katlanarak birikmektedir. Büyük ölçekli bir sistemde milyarlarca kuantum işleminin meydana geldiği göz önüne alındığında, görünüşte küçük miktardaki bir hata, tüm sistemin hızla arızalanmasına neden olabilir.
Pratikte bu kadar düşük hata oranlarına ulaşmak için hata düzeltme kodları kullanılır. Ancak operasyonların bu kodları uygulamak için aşması gereken bir "doğruluk eşiği" vardır. Ayrıca aslına uygunluğu bu eşiğin çok ötesine itmek, hata düzeltme kodlarını uygulamak için gereken ek yükü azaltır.
On yıldan fazla bir süredir araştırmacılar, kuantum bilgisayarları oluşturma çabalarında öncelikli olarak transmon kübitleri kullandılar. Fluksonyum kübit olarak bilinen başka bir süper iletken kübit türü daha yakın zamanda ortaya çıktı. Fluxonium kübitlerin, transmon kübitlerden daha uzun ömürlü olduğu veya tutarlılık sürelerine sahip olduğu gösterilmiştir.
Tutarlılık süresi, bir kübitin içindeki tüm bilgiler kaybolmadan önce ne kadar süre işlem gerçekleştirebileceğinin veya algoritmaları çalıştırabileceğinin bir ölçüsüdür.
“Bir kübit ne kadar uzun yaşarsa, destekleme eğiliminde olduğu operasyonların aslına uygunluğu da o kadar yüksek olur. Bu iki sayı birbirine bağlıdır. Ancak fluksonyum kübitlerin kendisi oldukça iyi performans gösterse bile, üzerlerinde iyi geçitler oluşturup oluşturamayacağınız belirsizdir" diyor Ding.
Ding ve çalışma arkadaşları ilk kez bu uzun ömürlü kübitleri son derece sağlam, yüksek kaliteli kapıları destekleyebilecek bir mimaride kullanmanın bir yolunu buldular. Fluksonyum kübitleri mimarilerinde bir milisaniyeden daha uzun tutarlılık sürelerine ulaşmayı başardı; bu, geleneksel transmon kübitlerden yaklaşık 10 kat daha uzun bir süre anlamına geliyor.
Hays, "Son birkaç yılda fluksonyumun tek kübit seviyesinde transmonlardan daha iyi performans gösterdiğine dair birçok kanıt oldu" diyor. "Çalışmamız, bu performans artışının kübitler arasındaki etkileşimlere de genişletilebileceğini gösteriyor."
Fluksonyum kübitleri, genişletilebilir süper iletken kübit teknolojilerinin tasarımı ve üretiminde uzmanlığa sahip MIT Lincoln Laboratuvarı (MIT-LL) ile yakın işbirliği içinde geliştirildi.
Serniak, "Bu deney, 'tek takım modeli' dediğimiz şeyin örneğiydi: EQuS grubu ile MIT-LL'deki süper iletken kübit ekibi arasındaki yakın işbirliği" diyor. "Burada özellikle MIT-LL'deki üretim ekibinin katkısını vurgulamakta fayda var; özellikle fluxonyumlar ve diğer yeni kubit devreleri için 100'den fazla Josephson bağlantılarından oluşan yoğun diziler oluşturma yeteneğini geliştirdiler."
Daha Güçlü Bir Bağlantı
Yeni mimarileri, her iki ucunda iki fluksonyum kubiti bulunan ve bunları bir araya getirmek için ortada ayarlanabilir bir transmon bağlaştırıcısı bulunan bir devreden oluşuyor. Bu fluksonyum-transmon-fluksonyum (FTF) mimarisi, iki fluksonyum kübitini doğrudan bağlayan yöntemlerden daha güçlü bir bağlanma sağlar.
FTF ayrıca kuantum işlemleri sırasında arka planda meydana gelen istenmeyen etkileşimleri de en aza indirir. Tipik olarak kübitler arasındaki daha güçlü bağlantılar, statik ZZ etkileşimleri olarak bilinen bu kalıcı arka plan gürültüsünün daha fazla oluşmasına yol açabilir. Ancak FTF mimarisi bu sorunu çözüyor.
Bu istenmeyen etkileşimleri bastırma yeteneği ve fluksonyum kübitlerin daha uzun tutarlılık süreleri, araştırmacıların tek kübit geçit doğruluğunu yüzde 99.99 ve iki kübit geçit doğruluğunu yüzde 99.9 göstermelerini sağlayan iki faktördür.
Bu geçit doğrulukları, belirli yaygın hata düzeltme kodları için gereken eşiğin oldukça üzerindedir ve daha büyük ölçekli sistemlerde hata tespitine olanak sağlamalıdır.
“Kuantum hatası düzeltme, artıklık yoluyla sistem dayanıklılığını artırıyor. Daha fazla kübit ekleyerek, kübitlerin tek tek 'yeterince iyi' olması koşuluyla genel sistem performansını iyileştirebiliriz. Bir oda dolusu anaokulu öğrencisiyle bir görevi yerine getirmeye çalıştığınızı düşünün. Bu çok büyük bir kaos anlamına geliyor ve daha fazla anaokulu öğrencisinin eklenmesi durumu daha iyi hale getirmeyecek” diye açıklıyor Oliver. “Ancak birkaç olgun lisansüstü öğrencinin birlikte çalışması, bireylerden herhangi birini aşan bir performansa yol açar; bu eşik kavramıdır. Genişletilebilir bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için hala yapılacak çok şey olsa da, bu iş eşiğin çok üzerinde yüksek kaliteli kuantum işlemlerine sahip olmakla başlıyor."
Bu sonuçlara dayanarak Ding, Sung, Kannan, Oliver ve diğerleri yakın zamanda bir kuantum hesaplama girişimi kurdular. Atlantik Kuantumu. Şirket, ticari ve endüstriyel uygulamalara yönelik uygun bir kuantum bilgisayar oluşturmak için fluksonyum kubitlerini kullanmayı amaçlıyor.
"Bu sonuçlar hemen uygulanabilir ve tüm alanın durumunu değiştirebilir. Bu, topluluğa ileriye dönük alternatif bir yol olduğunu gösteriyor. Kannan, "Bu mimarinin veya fluksonyum kubitlerini kullanan buna benzer bir şeyin, gerçekten kullanışlı, hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayar oluşturma açısından büyük umut vaat ettiğine inanıyoruz" diyor.
Böyle bir bilgisayarın hâlâ muhtemelen 10 yıl uzakta olmasına rağmen, bu araştırmanın doğru yönde atılmış önemli bir adım olduğunu da ekliyor. Daha sonra araştırmacılar, ikiden fazla bağlantılı kubit içeren sistemlerde FTF mimarisinin avantajlarını göstermeyi planlıyor.
Bu çalışma kısmen ABD Ordusu Araştırma Ofisi, Araştırma ve Mühendislik Savunma Müsteşarlığı, IBM Doktora bursu, Kore İleri Araştırmalar Vakfı ve Ulusal Savunma Bilim ve Mühendislik Lisansüstü Burs Programı tarafından finanse edildi.
Kaynak: Bu, Adam Zewe'nin bir öyküsünün gözden geçirilmiş versiyonudur. MİT Haberleri
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://insidehpc.com/2023/09/mit-qubit-architecture-achieves-progress-on-quantum-error-correction/
- :vardır
- :dır-dir
- :olumsuzluk
- 10
- 100
- 13
- 2023
- 25
- 9
- a
- kabiliyet
- Yapabilmek
- Hakkımızda
- yukarıdaki
- Hesap
- Biriktirmek
- doğruluk
- doğru
- Başarmak
- Elde Ediyor
- aslında
- Adem
- ekleme
- ilave
- adresleme
- Ekler
- ilerlemek
- avantajları
- algoritmalar
- Türkiye
- Ayrıca
- miktar
- an
- analiz
- ve
- Başka
- herhangi
- belirir
- uygulanabilir
- uygulamaları
- yaklaşım
- mimari
- ARE
- ordu
- AS
- Ortak
- At
- yazar
- uzakta
- arka fon
- BE
- Çünkü
- olmuştur
- önce
- Inanmak
- Daha iyi
- arasında
- Ötesinde
- milyarlarca
- artırmak
- inşa etmek
- bina
- inşa
- fakat
- by
- çağrı
- CAN
- kabiliyet
- Sebeb olmak
- Merkez
- ceo
- belli
- değişiklik
- Kaos
- yonga
- Kapanış
- kodları
- işbirliği
- ticari
- ticari
- ortak
- çoğunlukla
- topluluk
- şirket
- hesaplama
- bilgisayar
- Bilgisayar Bilimleri
- bilgisayarlar
- bilgisayar
- kavram
- Sosyal medya
- bağlı
- kurmak
- katkı
- olabilir
- Çift
- onyıl
- Savunma
- göstermek
- gösterdi
- yoğun
- bağlıdır
- Dizayn
- Bulma
- gelişmiş
- yön
- direkt olarak
- yönetmen
- do
- sırasında
- çabaları
- ya
- elektrik Mühendisliği
- Elektronik
- eleman
- etkinleştirmek
- etkin
- sağlar
- son
- Mühendislik
- yeterli
- Tüm
- hata
- Hatalar
- gerekli
- Hatta
- aşıldı
- aşıyor
- deneme
- Uzmanlık
- açıklar
- katlanarak
- son derece
- faktörler
- FAIL
- uzak
- Daha hızlı
- vefa
- alan
- Ad
- ilk kez
- İçin
- ileri
- bulundu
- vakıf
- Kurulmuş
- tam
- finanse
- Ayrıca
- Gates,
- Tercih Etmenizin
- mezun
- harika
- büyük
- grup
- Var
- sahip olan
- he
- Henry
- okuyun
- yüksek performans
- Yüksek kaliteli
- daha yüksek
- en yüksek
- vurgulayarak
- büyük ölçüde
- onun
- Ne kadar
- Ancak
- HTTPS
- IBM
- if
- hemen
- uygulamak
- uygulanan
- önemli
- iyileştirmek
- in
- Artırmak
- Bireysel olarak
- bireyler
- Sanayi
- bilgi
- etkileşim
- etkileşimleri
- içine
- tanıtmak
- içerir
- IT
- ONUN
- kaydol
- bilinen
- Kore
- kyle
- laboratuvar
- büyük ölçekli
- Soyad
- öncülük etmek
- lider
- İlanlar
- seviye
- ömür
- sevmek
- Lincoln
- Yaşıyor
- mantıksal
- Uzun
- uzun
- kayıp
- Çok
- Düşük
- yapmak
- tavır
- çok
- olgun
- maksimum
- maksimum genişlik
- ölçmek
- önlemler
- yöntemleri
- Orta
- milisaniye
- en aza indirir
- İLE
- Daha
- çok
- şart
- ulusal
- gerekli
- yeni
- haber
- sonraki
- Gürültü
- roman
- şimdi
- numara
- sayılar
- meydana
- meydana gelen
- of
- kapalı
- Office
- on
- ONE
- operasyon
- Operasyon
- or
- kökenli
- Diğer
- Diğer
- bizim
- dışarı
- bir üstün
- tüm
- kâğıt
- Bölüm
- yol
- yüzde
- yapmak
- performans
- yapılan
- doktora
- Fizik
- plan
- Platon
- Plato Veri Zekası
- PlatoVeri
- mümkün
- uygulama
- öncelikle
- muhtemelen
- Sorun
- süreç
- profesör
- Programı
- Ilerleme
- söz
- umut verici
- desteklemek
- sağlanan
- itme
- Kuantum
- Kuantum Bilgisayar
- kuantum bilgisayarlar
- kuantum hesaplama
- kuantum hata düzeltmesi
- kuantum sistemleri
- qubit
- qubits
- hızla
- oranlar
- gerçekleştirmek
- geçenlerde
- azaltır
- Nispeten
- uygun
- rapor
- Raporlar
- araştırma
- Araştırmacılar
- esneklik
- Sonuçlar
- yorum
- krallar gibi yaşamaya
- gürbüz
- oda
- koşmak
- s
- aynı
- diyor
- terazi
- ölçekleme
- Bilim
- bilim adamı
- Arıyor
- kıdemli
- Dizi
- birkaç
- meli
- gösterdi
- gösterilen
- Gösteriler
- tek
- küçük
- bir şey
- özel
- özellikle
- Personel
- başlar
- başlangıç
- Eyalet
- Devletler
- adım
- Yine
- Öykü
- güçlü
- şiddetle
- Öğrenci
- Öğrenciler
- çalışmalar
- böyle
- destek
- aşmak
- sistem
- Sistemler
- Bizi daha iyi tanımak için
- Görev
- takım
- Teknolojileri
- eğilimi
- şartlar
- göre
- o
- The
- Bilgi
- Devlet
- ve bazı Asya
- Onları
- kendilerini
- Orada.
- Bunlar
- onlar
- düşünmek
- Re-Tweet
- düşünce
- eşik
- İçinden
- bağlı
- zaman
- zamanlar
- için
- bugün
- bugünkü
- birlikte
- geleneksel
- çalışıyor
- iki
- tip
- tipik
- bize
- belirsiz
- istenmeyen
- kullanım
- Kullanılmış
- kullanma
- kullanılan
- versiyon
- yaşayabilir
- kalabalık semt
- oldu
- Yol..
- we
- İYİ
- vardı
- Ne
- ne zaman
- hangi
- süre
- DSÖ
- william
- ile
- İş
- çalışma
- değer
- olur
- yazdı
- yıl
- henüz
- sen
- zefirnet