CENTRUM.CZ > Techzpravy.cz > dnes, 05:00

Průlom v kvantových výpočtech: Cesta k superpočítačům se zjednodušuje

Techzpravy.cz

Sdílet

Požadavek na dokonalý čip již není pro všechny zájemce o tuto oblast problémem.

Zdroj: Photo by Pachon in Motion

Požadavek na dokonalý čip již není pro všechny zájemce o tuto oblast problémem.

Kvantová výpočetní technika je mezi odborníci v technologickém odvětví jedním z nejvášnivějších oborů. Příkladem je Jensen Huang, současný generální ředitel společnosti Nvidia a jeden z nejhlasitějších zastánců průlomových objevů v oblasti kvantových počítačů. Ve skutečnosti Huang není jediný, protože i další společnosti, jako například IBM a Google, se snaží přispět k rozvoji kvantové výpočetní techniky. Nyní se skupině výzkumníků z Kalifornské univerzity k jejich překvapení podařilo prokázat, že k vytvoření škálovatelných systémů nepotřebují dokonalé kvantové čipy.

Dnes je již možné sestavit spolehlivé kvantové počítače z menších vzájemně propojených čipů, což je činnost, ke které nepotřebují být dokonalé. Tento průlom by mohl urychlit nástup kvantových počítačů schopných řešit složité problémy ve velkém měřítku, což je možnost, kterou technologičtí giganti zkoumají již několik let. Naštěstí pro ně studie vědců z Riverside ukázala, že odolnost proti chybám je jedním z klíčů k budoucnosti kvantových počítačů.

Mohlo by vás zajímat: Skládací iPad dorazí nejdříve v roce 2028. Důvodem jsou problémy s dodávkami dílů

Zjištění, které snižuje nároky na průmysl

Podle výzkumníků je odolnost vůči chybám klíčová, protože umožňuje automatické odhalování a opravu chyb. Tradičně se pokrok měřil počtem qubitů, ale absence chybové tolerance znamenala, že výsledky nebyly samy o sobě užitečné. Díky práci, kterou vedl Mohamed A. Shelby, doktorand v oboru fyziky a astronomie na Kalifornské univerzitě v Riverside, by kvantová výpočetní technika mohla učinit skok, o který někteří dlouho usilovali.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Z výzkumu vyplývá, že k dosažení dosažených výsledků provedli tisíce simulací se záměrem otestovat šest různých modulárních návrhů, přičemž všechny byly inspirovány kvantovou infrastrukturou společnosti Google. Jednou z hlavních překážek je přitom šum ve spojeních mezi čipy, zejména pokud jsou v oddělených kryogenních chladičích. Díky tomu tým překvapivě zjistil, že i při spojeních desetkrát hlučnějším než samotné čipy dokáže systém opravit chyby, pokud si čipy zachovají vysokou věrnost.

Díky tomuto zjištění vědci tvrdí, že kvantové výpočty by mohly snížit hardwarové nároky na budování rozsáhlých kvantových systémů. Výzkum, jak bylo odhaleno v původní publikaci, byl založen na povrchovém kódu, v té době nejpoužívanější technice opravy chyb. Díky tomu ukázali, že pomocí modulární architektury je možné zakódovat robustní logické qubity s vysokou věrností, čehož dosáhli navzdory nedokonalým vazbám.

Budoucnost kvantové výpočetní techniky

Kvantová výpočetní technika slibuje revoluci v řešení složitých problémů, od simulace molekul pro vývoj nových léků až po optimalizaci dopravních sítí. Na rozdíl od klasických počítačů, které ke zpracování informací používají bity, používají kvantové počítače qubity, které mohou díky vlastnostem kvantové superpozice reprezentovat více stavů současně. To jim umožňuje provádět výpočty exponenciálně vyšší rychlostí.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Jedním z největších problémů však bylo udržení koherence qubitů a minimalizace chyb způsobených šumem a vnějším rušením. Výzkum Kalifornské univerzity nabízí inovativní řešení tím, že ukazuje, že kvantové systémy lze efektivně vytvářet bez potřeby dokonalých čipů, pokud jsou implementovány správné techniky korekce chyb.

Tento průlom by mohl nejen urychlit vývoj kvantové výpočetní techniky, ale také ji učinit dostupnější a cenově přijatelnější, což umožní většímu počtu institucí a společností podílet se na jejím vývoji a využití. Jakmile se k tomuto úsilí připojí více výzkumníků a společností, je pravděpodobné, že v příštích letech zaznamenáme významný pokrok, který nás přiblíží budoucnosti, kdy se kvantové počítače stanou každodenní realitou.