L’evoluzione dei Computer Quantistici di Google

Buongiorno cari lettori di Tecnogalaxy, oggi parleremo del computer quantistico di Google che elimina gli errori.

Per sviluppare un computer quantistico, gli scienziati dovranno progettare modi per affrontare eventuali errori che inevitabilmente si presenteranno nelle sue prestazioni. Ora Google ha dimostrato che è possibile la soppressione esponenziale di tali errori, esperimenti che potrebbero aiutare a spianare la strada a computer quantistici scalabili e tolleranti ai guasti. Un computer quantistico con un numero sufficiente di componenti noti come bit quantistici o “qubit” potrebbe in teoria ottenere un ” vantaggio quantistico ” che gli consente di trovare le risposte a problemi che nessun computer classico potrebbe mai risolvere.

Svantaggio critico

Tuttavia, uno svantaggio critico degli attuali computer quantistici è il modo in cui i loro meccanismi interni sono soggetti a errori. Le attuali piattaforme quantistiche all’avanguardia hanno in genere tassi di errore vicini a 10^-3 (o uno su mille), ma molte applicazioni pratiche richiedono tassi di errore fino a 10^-15.

Oltre a creare qubit fisicamente meno soggetti a errori, gli scienziati stanno sperando di compensare i tassi di errore elevati utilizzando codici stabilizzatori. Questa strategia distribuisce le informazioni quantistiche su molti qubit in modo tale che gli errori possano essere rilevati e corretti.

Un cluster di questi “qubit di dati” può quindi contare tutti come un singolo “qubit logico” utile. Nel nuovo studio, gli scienziati di Google hanno prima sperimentato un nuovo tipo di codice stabilizzatore noto anche come codice di ripetizione, in cui i qubit di Sycamore, il computer quantistico che ha ben 54 qubit di propriatà di Alphabet (Google), si alternavano tra la funzione di qubit di dati e i “qubit di misurazione” incaricati di rilevare gli errori. nei loro compagni qubit. Hanno organizzato questi qubit in una catena unidimensionale, in modo tale che ogni qubit avesse al massimo due vicini.

I ricercatori hanno scoperto che per aumentare il numero di qubit su cui è costruito il loro codice di ripetizione ha portato a una soppressione esponenziale del tasso di errore, riducendo la quantità di errori per round di correzioni fino a più di cento volte quando hanno scalato il numero di qubit da 5 a 21.

Tale soppressione degli errori si è dimostrata stabile per oltre 50 cicli di correzione degli errori. “Questo lavoro sembra convalidare sperimentalmente l’assunto che gli schemi di correzione degli errori possono aumentare come pubblicizzato”, ha affermato l’autore senior dello studio Julian Kelly, ricercatore presso Google.

Tuttavia, questo codice di ripetizione “si limitava a esaminare gli errori quantistici lungo una sola direzione, ma gli errori possono verificarsi in più direzioni”, afferma il coautore dello studio Kevin Satzinger, ricercatore presso Google.

Pertanto, hanno anche sperimentato una sorta di codice stabilizzatore noto come codice di superficie, in cui hanno disposto i qubit di Sycamore in uno schema a scacchiera bidimensionale di dati e misurato i qubit per rilevare gli errori. Hanno trovato la versione più semplice di un tale codice di superficie, utilizzando una griglia due per due di qubit di dati e tre qubit di misura, eseguita con successo come previsto dalle simulazioni al computer.

Questi risultati suggeriscono che se gli scienziati possono ridurre il tasso di errore intrinseco dei qubit di un fattore di circa 10 e aumentare la dimensione di ciascun qubit logico fino a circa 1.000 qubit di dati, “pensiamo di poter raggiungere tassi di errore logico algoritmicamente rilevanti” afferma Kelly.

In futuro, gli scienziati mirano a scalare i loro codici di superficie su griglie di qubit di dati tre per tre o cinque per cinque per testare sperimentalmente se la soppressione esponenziale dei tassi di errore si verifica anche in questi sistemi, afferma Satzinger.

Questo è tutto sui computer quantistici di google, ad un prossimo articolo.

Leggi anche:

• Cos’è il SubReddit r\Place
• L’IA sta cambiando il nostro mondo
• Il Phishing Wireless
• Consigli per far crescere l’eCommerce attraverso le strategie digitali
• Meta ha creato uno strumento che permette di analizzare le foto