Το MIT φαίνεται να βρήκε λύση για τη δημιουργία κβαντικού υπολογιστή ανθεκτικού στα λάθη!

MIT: Νέα Ανακάλυψη Φέρνει τις Κβαντικές Υπολογιστικές Μηχανές Ένα Βήμα Πιο Κοντά στην Πραγματικότητα

Μια σπουδαία τεχνολογική πρόοδος στον τομέα της κβαντικής πληροφορικής έρχεται από το φημισμένο MIT, όπου επιστήμονες ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό κβαντικό κύκλωμα που καταρρίπτει κάθε προηγούμενο ρεκόρ σε ταχύτητα επεξεργασίας. Στην καρδιά της ανακάλυψης βρίσκεται ένα νέο στοιχείο με την ονομασία «quarton coupler», το οποίο βελτιώνει θεαματικά την αλληλεπίδραση μεταξύ φωτός και ύλης, κρίσιμη για τον έλεγχο των qubits, των βασικών μονάδων κβαντικής πληροφορίας.

Ένα από τα βασικά εμπόδια που αντιμετωπίζουν τα σημερινά κβαντικά υπολογιστικά συστήματα είναι η σχετική τους βραδύτητα σε σύγκριση με τον χρόνο συνεκτικότητας των qubits. Τα qubits, τα οποία βρίσκονται σε υπέρθεση καταστάσεων, διατηρούν τη σταθερότητα τους για ελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου, γεγονός που απαιτεί ταχύτατους υπολογισμούς και μηχανισμούς διόρθωσης σφαλμάτων πριν χάσουν την πληροφορία τους.

Η απάντηση του MIT έρχεται από την εργασία του υποψήφιου διδάκτορα Yufeng Ye και του καθηγητή Kevin O’Brien, οι οποίοι σχεδίασαν ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα που προκαλεί ισχυρά μη γραμμικά φαινόμενα ανάμεσα σε φωτόνια και qubits. Το στοιχείο αυτό (ο λεγόμενος quarton coupler) προσφέρει έως και δεκαπλάσια επιτάχυνση σε σχέση με τις υπάρχουσες τεχνολογίες, ενώ βελτιώνει και την ακρίβεια των μετρήσεων.

Στο πλαίσιο των πειραμάτων, η ομάδα χρησιμοποίησε ένα chip με δύο qubits, τα οποία συνδέονταν μέσω του νέου στοιχείου. Το ένα qubit λειτουργούσε ως τεχνητό άτομο, ενώ το άλλο ως συντονιστής μικροκυμάτων. Μέσω αυτής της διάταξης, κατάφεραν να επιτύχουν ισχυρότερη σύζευξη φωτός-ύλης για γρήγορη και ακριβή ανάγνωση της κβαντικής πληροφορίας.

Η αύξηση της ταχύτητας και της ακρίβειας στις λειτουργίες κβαντικών υπολογιστών σημαίνει λιγότερα λάθη και μεγαλύτερη αξιοπιστία. Αυτό φέρνει την επιστημονική κοινότητα πιο κοντά στο όραμα των ανθεκτικών στα λάθη συστημάτων, δηλαδή υπολογιστών που μπορούν να διορθώνουν μόνα τους τα σφάλματα που προκύπτουν από την αστάθεια των qubits.

Επιπλέον, η ομάδα παρατήρησε και ισχυρότερη άμεση αλληλεπίδραση ανάμεσα σε qubits, ένα σημαντικό στοιχείο για την κλιμάκωση των κβαντικών συστημάτων και τη δημιουργία μεγαλύτερων και πιο ισχυρών μηχανών.

Το μέλλον της έρευνας στο MIT περιλαμβάνει την ενσωμάτωση του quarton coupler σε πιο σύνθετες αρχιτεκτονικές, με φίλτρα και άλλα στοιχεία που θα επιτρέπουν ανάγνωση υψηλής ταχύτητας και εξαιρετικά χαμηλού σφάλματος. Η δημοσίευση της μελέτης στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications επιβεβαιώνει τη σημασία της εργασίας, η οποία αναμένεται να αποτελέσει θεμέλιο για την επόμενη γενιά πρακτικών κβαντικών υπολογιστών.

Με την ανακάλυψη αυτή, το MIT φέρνει την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα ένα βήμα πιο κοντά σε ένα μέλλον όπου οι κβαντικοί υπολογιστές δεν θα είναι απλώς πειραματικές διατάξεις, αλλά πραγματικά εργαλεία εφαρμοσμένα σε προβλήματα της καθημερινότητας, της επιστήμης και της τεχνολογίας.

[via]