Według ostatnich doniesień, w Forschungszentrum Jülich w Niemczech uruchomiono pierwszy w Europie komputer kwantowy z ponad 5000 kubitów. Centrum twierdzi, że jest to ważny kamień milowy w rozwoju komputerów kwantowych w Europie. Komputer super kwantowy, wyprodukowany przez D-Wave, kanadyjskiego dostawcę systemów obliczeń kwantowych, jest jak dotąd najpotężniejszą obliczeniowo maszyną tej firmy. Co więcej, ten produkt jest po raz pierwszy wdrażany poza siedzibą firmy.
Ten komputer do wyżarzania kwantowego jest zasadniczo tym samym pomysłem, co adiabatyczne obliczenia kwantowe, które zostały zaprojektowane do rozwiązywania problemów z optymalizacją i próbkowaniem. Zaletą metody wyżarzania kwantowego jest to, że jej stabilność systemu jest znacznie wyższa niż w przypadku metody bramek kwantowych.
Dzięki temu superkomputerowi kwantowemu i systemowi kwantowemu D-Wave zdalnego dostępu do chmury ustanowionemu w Jülich Research Centrum, ośrodek jest w stanie uczestniczyć w praktycznym zastosowaniu obliczeń kwantowych na wczesnym etapie. Komputery kwantowe obiecują zrewolucjonizować opracowywanie leków, cyberbezpieczeństwo i modelowanie finansowe. Zoptymalizują również prognozowanie pogody i wiele innych dziedzin, z którymi klasyczne komputery nie mogą sobie poradzić.
Aby jak najszybciej zrealizować komercyjne zastosowanie obliczeń kwantowych, centrum utworzyło Infrastrukturę Użytkownika Jülich dla Quantum Informatyka (JUNIQ). Zapewni to przyjazny dostęp do systemów obliczeń kwantowych różnym grupom użytkowników w Europie. W przyszłości Centrum Badawcze w Jülich zapewni zaplecze dla badaczy z Niemiec i innych krajów UE. Firmy będą miały również dostęp do JUNIQ, aby pomóc im w korzystaniu z komputerów kwantowych.
Złożoność mechaniki kwantowej: jak przyszłe komputery kwantowe będą poprawiać błędy
Temat korekcji błędów kwantowych jest znacznie mniejszy niż „hegemonia kwantowa”. W zastosowaniach komputerów kwantowych korekcja błędów kwantowych jest znacznie ważniejsza niż hegemonia kwantowa. A więc, jakiego rodzaju metody korekcji błędów użyje praktyczny komputer kwantowy?
W 1994 roku matematyk Peter Shor, wówczas w Bell Labs w New Jersey, udowodnił, że komputery kwantowe mogą rozwiązywać pewne problemy znacznie szybciej, nawet wykładniczo. , niż klasyczne maszyny. Pytanie brzmi, czy możemy zbudować komputer kwantowy? Sceptycy twierdzą, że stany kwantowe są tak kruche. Twierdzą, że środowisko nieuchronnie pomyli informacje w komputerze kwantowym, sprawiając, że w ogóle nie stanie się on stanem kwantowym.
Rok później Peter Shor odpowiedział: „Klasyczny schemat korekcji błędów koryguje błędy poprzez pomiar pojedynczych bitów. Jednak to podejście nie działa w przypadku bitów kwantowych (kubitów). Dzieje się tak, ponieważ każdy pomiar zakłóciłby stan kwantowy, a tym samym zakłóciłby obliczenia kwantowe”. Shor znalazł sposób na wykrycie, czy coś poszło nie tak, bez mierzenia stanu samych kubitów. To podejście zapoczątkowało dziedzinę korekcji błędów kwantowych.
W miarę rozwoju tej dziedziny większość fizyków zaczęła postrzegać algorytm Shora jako jedyny sposób na zbudowanie praktycznych komputerów kwantowych. Bez tego podejścia nie ma możliwości zwiększenia wydajności komputera kwantowego. Jeśli nie możemy zwiększyć wydajności komputerów kwantowych, nie rozwiążą one naprawdę trudnych problemów.
W informatyce kwantowej opracowanie kodu korygującego błędy, ale zaimplementowanie go w działającej maszynie to inna sprawa. Jednak na początku października 2021 r. zespół badawczy kierowany przez fizyka z University of Maryland, Chrisa Monroe, odnotował pewien sukces. Poinformowali, że z powodzeniem zademonstrowali wiele elementów niezbędnych do działania pętli korekcji błędów Shora.
