Viimeaikaisten raporttien mukaan Euroopan ensimmäinen yli 5 000 kubitin kvanttitietokone lanseerattiin Forschungszentrum Jülichissä Saksassa. Keskus sanoo, että tämä on tärkeä virstanpylväs kvanttitietokoneiden kehityksessä Euroopassa. Kanadalaisen kvanttilaskentajärjestelmien toimittajan D-Waven valmistama superkvanttitietokone on yhtiön tähän mennessä laskennallisesti tehokkain kone. Lisäksi tämä tuote otetaan ensimmäistä kertaa käyttöön yrityksen pääkonttorin ulkopuolella.
Tämä kvanttihehkutustietokone on pohjimmiltaan sama idea kuin adiabaattinen kvanttilaskenta, joka on suunniteltu käsittelemään optimointi-ja näytteenottoongelmia. Kvanttihehkutusmenetelmän etuna on, että sen järjestelmän stabiilisuus on paljon korkeampi kuin kvanttiporttimenetelmän.
Tällä superkvanttitietokoneella ja Jülich Researchissa perustetulla etäpilvikäyttöisellä D-Wave-kvanttijärjestelmällä Keskus, keskus pystyy osallistumaan kvanttilaskennan käytännön soveltamiseen varhaisessa vaiheessa. Kvanttitietokoneet lupaavat mullistaa lääkekehityksen, kyberturvallisuuden ja taloudellisen mallinnuksen. Ne myös optimoivat sääennusteita ja monia muita aloja, joita klassiset tietokoneet eivät pysty käsittelemään.
Toteuttaakseen kvanttilaskennan kaupallisen sovelluksen mahdollisimman pian, keskus on perustanut Jülich User Infrastructure for Quantum-sovelluksen. Tietotekniikka (JUNIQ). Tämä tarjoaa ystävällisen pääsyn kvanttilaskentajärjestelmiin eri käyttäjäryhmille Euroopassa. Jülichin tutkimuskeskus tarjoaa jatkossa tiloja saksalaisille ja muille EU:n tutkijoille. Yrityksillä on myös pääsy JUNIQ:iin kvanttitietokoneiden käytössä.
Kvanttimekaniikan monimutkaisuus: kuinka tulevaisuuden kvanttitietokoneet korjaavat virheet
Kvanttivirheen korjauksen aihe on paljon vähemmän kuin”kvanttihegemonia”. Kvanttitietokoneiden sovelluksissa kvanttivirheen korjaus on paljon tärkeämpää kuin kvanttihegemonia. Millaista virheenkorjausmenetelmää käytännöllinen kvanttitietokone sitten käyttää?
Vuonna 1994 matemaatikko Peter Shor, silloin Bell Labsissa New Jerseyssä, osoitti, että kvanttitietokoneet pystyvät ratkaisemaan tiettyjä ongelmia paljon nopeammin, jopa eksponentiaalisesti. , kuin klassiset koneet. Kysymys kuuluu, voimmeko rakentaa kvanttitietokoneen? Skeptikot väittävät, että kvanttitilat ovat niin hauraita. He väittävät, että ympäristö sekoittaa väistämättä kvanttitietokoneen tiedon, jolloin se ei ole ollenkaan kvanttitila.
Vuotta myöhemmin Peter Shor vastasi:”Perinteinen virheenkorjausjärjestelmä korjaa virheet mittaamalla yksittäisiä bittejä.. Tämä lähestymistapa ei kuitenkaan toimi kvanttibittien (kubittien) kohdalla. Tämä johtuu siitä, että mikä tahansa mittaus turmelee kvanttitilan ja häiritsisi siten kvanttilaskentaa. Shor löysi tavan havaita, jos jokin meni pieleen mittaamatta itse kubittien tilaa. Tämä lähestymistapa merkitsi kvanttivirheenkorjauksen alan alkua.
Kun ala kukoisti, useimmat fyysikot pitivät Shorin algoritmia ainoana tapana rakentaa käytännöllisiä kvanttitietokoneita. Ilman tätä lähestymistapaa kvanttitietokoneen suorituskykyä ei voida parantaa. Jos emme pysty tehostamaan kvanttitietokoneiden suorituskykyä, ne eivät pysty ratkaisemaan todella vaikeita ongelmia.
Kvanttilaskennassa virheenkorjaavan koodin kehittäminen mutta sen toteuttaminen toimivassa koneessa on toinen. Kuitenkin lokakuun 2021 alussa Marylandin yliopiston fyysikon Chris Monroen johtama tutkimusryhmä saavutti jonkin verran menestystä. He ilmoittivat onnistuneesti osoittaneensa useita elementtejä, jotka ovat välttämättömiä Shorin virheenkorjaussilmukan toimimiseksi.
