Rekordbrytende kvantedatamaskin med mer enn 1000 qubits

Det amerikanske selskapet Atom Computing lager den første kvantedatamaskinen med 1180 qubits, noe som kan forbedre maskinens nøyaktighet.

Den største kvantedatamaskinen bygget av Atom Computing. Foto: Atom Computing

Verdens første kvantedatamaskin har mer enn dobbelt så mange kvantebiter (qubits) som den forrige verdensrekordholderen, IBMs Osprey (433 qubits). Selv om flere qubits ikke nødvendigvis betyr bedre ytelse, er et stort antall qubits avgjørende for fremtidige feilfrie kvantedatamaskiner, i motsetning til dagens støyende forskningsmaskiner. De største kvantedatamaskinene, som de fra IBM og Google, bruker superledende kretser som er avkjølt til ekstremt lave temperaturer. Men den rekordbrytende maskinen fra den californiske oppstartsbedriften Atom Computing har 1180 qubits, og bruker nøytrale atomer holdt på plass av lasere i et todimensjonalt gitter, rapporterte New Scientist 24. oktober.

En fordel med denne designen er at det er enkelt å skalere systemet og legge til flere qubits i nettverket, ifølge Rob Hays, administrerende direktør i Atom Computing. Enhver nyttig fremtidig kvantedatamaskin som er feilfri (en egenskap som kalles feiltoleranse) vil trenge minst titusenvis av feilkorrigerende qubits som opererer parallelt med programmerings-qubiten.

«Hvis vi bare skalerer opp til titalls qubits, slik de fleste superledende og ionefellesystemer gjør i dag, vil det ta veldig lang tid å komme til en tid med feiltolerante maskiner. Med den nøytrale atomtilnærmingen kan vi komme dit mye raskere», forklarer Hays. Ifølge ham har Atom Computing-teamet som mål å øke antallet qubits i maskinen med en faktor på omtrent 10 hvert andre år.

I motsetning til konvensjonelle databiter, som enten er 1 eller 0, er qubiter mer mangfoldige, med en rekke forskjellige egenskaper avhengig av hvordan de er laget. Nøytrale atomer er bedre egnet til kvanteforvikling, en merkelig kvanteeffekt der to qubiter er koblet sammen og kan påvirke hverandre selv over store avstander. De er også mer stabile. Qubiten i Atom Computings datamaskin forhindrer kvantetilstanden fra å kollapse, og oppnår dermed feiltoleranse, i nesten et minutt. Til sammenligning har IBMs Osprey-datamaskin en qubit-bindingstid på bare 70 til 80 mikrosekunder.

Den lange koherenstiden kommer fra ytterbiumatomet som Hays og kollegene hans brukte som en qubit. De fleste nøytrale atommaskiner bruker atomets elektroner som kvanteelementer for å utføre beregninger, men de blir lett forstyrret av de kraftige laserne som brukes til å holde dem på plass. Med ytterbium kunne forskerne dra nytte av en kvantefunksjon ved atomkjernen kalt spinn (partikkelens iboende vinkelmomentum), som er mindre utsatt for forstyrrelser. Ifølge Atom Computing-forsker Ben Bloom samhandler ikke kjernen med sitt ytre miljø like sterkt som elektronet.

Fordi qubits har så mange forskjellige egenskaper, er det vanskelig å sammenligne dem mellom forskjellige maskiner. Bloom sa imidlertid at Atom Computings maskin har samme prosessorkraft som IBMs datamaskin. Teamet håper å gjøre datamaskinen tilgjengelig for kunder neste år for skybaserte databehandlingsapplikasjoner.

An Khang (ifølge New Scientist )

Kildekobling: https://vnexpress.net/may-tinh-luong-tu-pha-ky-luc-voi-hon-1-000-qubit-4668760.html