Máy tính lượng tử hứa hẹn giải quyết các vấn đề nằm ngoài tầm với của các máy móc cổ điển, nhưng con đường dẫn đến các thiết bị lớn và thiết bị thực tế bị bị chặn bởi tính dễ vỡ của qubit. nhiễu môi trường, lỗi vật chất, và kiểm soát sự sai sót dẫn đến các lỗi số nhanh chóng làm hỏng tính toán. Vượt qua tính năng thiếu năng này đòi hỏi phần cứng lỗi này và phần mềm có thể phát hiện và sửa chữa lỗi nhanh hơn so với việc tích lũy. Các nhà nghiên cứu toàn cầu đang theo đuổi một loạt các chiến lược đổi mới - từ các điểm tối ưu đến các mã và các mạch dẫn mã lỗi và hệ thống dẫn điện tử để làm cho các máy tính đáng tin cậy đủ các ứng dụng thực tế.

Hiểu tính khoan dung sai lầm của lượng tử

Tính khoan sai trong tính toán lượng tử là khả năng của một hệ thống để tiếp tục sản xuất kết quả đúng ngay cả khi các thành phần vật lý của nó - squabit hay cổng sai. Tính năng này khó hơn sửa lỗi cổ điển vì qubit là tương tự và có thể chịu đựng từ lỗi liên tục (v. d., thay đổi giai đoạn hoặc độ ẩm). Hơn nữa, bất kỳ đo hay tương tác nào để phát hiện lỗi có thể gây nhiễu trạng thái lượng tử. Lỗi sai chính tả (QC) giải quyết vấn đề này bằng cách mã hợp lý thông tin trên nhiều đoạn cố định. Mã hóa thường, mã st; mã cấp cao nhất, mã Shot, 9 bit để bảo vệ một số bit; và mã số mã số mã số không hợp lý; và mã định giới hạn mã trục trặc (có thể sử dụng nhiều hơn) một số các đường dẫn cơ bản.

Những cách tiếp cận mang tính cách mới mẻ để không khoan dung

Sửa lỗi lượng tử tối đa

Các tính chất này miễn dịch với các vòng xoáy địa phương, giám sát các tính chất của các loại tiếng ồn toàn cầu, chẳng hạn như việc cắt các mảnh thiên thạch trong các lưới hai chiều. Vì những tính chất này miễn dịch với các vòng xoáy ở địa phương, giám định lượng tử học cao cho thấy sự bảo vệ cố định sẵn có chống lại một số loại tiếng ồn nào đó. Các mã nghiên cứu rộng nhất là mã mặt phẳng, nhưng các nhà nghiên cứu cũng đang tìm kiếm các vật liệu cao cấp kỳ lạ hơn, bao gồm các hệ thống lượng tử lượng tử và các chất lượng cao. thí nghiệm gần đây tại thời điểm khởi động của Del và Microsoft đã chứng minh chữ ký của chế độ thiếu nhiểm trợ không có tính chất lượng cao nhất mà các phần của chúng có thể được bảo vệ tối ưu tiên. Tuy nhiên, các lý thuyết trên cùng với các trường hợp hợp hợp lý, các trường hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp hợp vật lý và giảm thiểu số lượng vật lý và các trường hợp hợp hợp.

Mã mặt đất và trích dẫn logic

Mã mặt đất được sắp xếp theo định dạng Qubit trên một lưới vuông 2D, nơi mỗi đỉnh đại diện một qubit và mỗi mặt (plaquette) được dùng để phát hiện lỗi qua đo ổn định. Thiết kế này rất hấp dẫn vì nó chỉ đòi hỏi sự tương tác gần nhất- hàng ghế, tương thích với nhiều nền phần cứng lượng tử ( quá trình chuyển hóa qubit, bị mắc lỗi, v.v.). Trong 2023, Google Al đã thể hiện một đoạn mã định dạng trục số hợp lý bằng 101 bit, đạt được tỷ lệ lỗi hợp lý hơn tỷ lệ sai số trục thời. Tuy nhiên, các mã trên bề mặt cho thấy sự đột phá có thể ngăn chặn khoảng cách phát triển các lỗi. Trong tiến bộ nhiều hơn, các dấu hiệu lỗi phát triển tập tính năng lượng tử, cần thiết để giảm thiểu số biến thiên văn số lần lặp lại, cần thiết để giảm hiệu số biến đổi số cân bằng mã cơ thể và giảm hiệu số lần đo bit.

Name

Trong khi mã QEC là cần thiết, chúng không đủ để đáp ứng các phần cứng mà không có phần cứng có khả năng xác định các lỗi về vật lý. Các nhà nghiên cứu đang tích cực cải thiện thời gian chuỗi trục thời gian, cổng tự nhiên và giảm bộ đàm. Đối với siêu vi tit, các tiến bộ trong khoa học vật liệu đã giảm thiểu hai cấp độ mà giới hạn coherence. Việc sử dụng fluxonbit, chẳng hạn, đã hiển thị coherence thời gian trong một phần trăm giây. Trong khi đó, các điểm bị mắc kẹt đã đạt được các điểm cửa rất cao (99, nhưng tăng cường để tăng cường các phần cứng. Các phần cứng khác là các phần cứng của xoay và phụ thuộc vào các phần trăm các phần cứng tương thích với nhau, có tính năng tạo ra các điểm kết hợp với nhau và các thiết kế nhỏ hơn một dấu hiệu lực điện tử, và các yếu tố cơ bản thiết kế để giảm hiệu lực điện tử, có khả năng tạo ra các yếu tố phức tạp và giảm hiệu lực điện tử, có khả năng tạo ra các yếu tố phức tạp và giảm hiệu lực làm giảm hiệu lực để kiểm soát.

Lỗi tạo bộ trình bày thiết bị gần trọng

Đối với các thiết bị phân tích tử Noisthy Intermediate-Scle-Scale (NISQ) hiện thời, tính khoan hoàn toàn lỗi là một mục tiêu xa. Vì vậy, kỹ thuật giảm thiểu lỗi cách thức giảm thiểu các lỗi hệ thống mà không cần chi phí của QEC. Phương pháp này bao gồm các tính ngoại suy giảm không có tích, giảm lỗi xác suất, và lập trình trong mạch lượng tử. Những phương pháp này chạy nhiều vòng mạch với mức độ nhiễu khác nhau và sử dụng phương pháp sau cổ điển để suy luận lý tưởng. Trong khi chúng không cung cấp tính toàn bộ khả năng dung nạp đầy đủ, chúng cho phép tính toán trên phần cứng hiện thời. Ví dụ, lỗi IBM và lỗi tăng cường độ tăng cường độ năng lượng phân tử và tối ưu tiên tối ưu tiên của các phần cứng. Như vậy, khả năng tăng cường của phần cứng hoạt động phần cứng sẽ tăng cường hơn và giảm hiệu ứng xử lý phần cứng thành tích phân tử.

Thử thách và sự hướng dẫn trong tương lai

Mặc dù vẫn còn một số thách thức. Vấn đề quan trọng nhất là giảm tỷ lệ sai sót về vật lý xuống dưới ngưỡng của mã QEC đã được chọn. Đối với các mã bề mặt, ngưỡng là khoảng 1% để giảm âm thanh, nhưng trong thực tế, tiếng ồn liên quan đến nhau và không hoàn toàn giảm cực đại, yêu cầu các mức độ cao hơn hoặc phức tạp hơn. Một thách thức khác là chi phí: một qubit hợp lý có thể cần hàng ngàn Hbit vật lý, làm cho máy tính lượng tử cao hơn với hàng triệu lượng điện tử có vẻ như là quá trình tự nhiên. Điều này đã thúc đẩy việc nghiên cứu vào mã giảm chi tiết màu, và có thể sửa chữa hoàn toàn lỗi, và có thể loại bỏ các bước đi của các hoạt động cơ bản đồ thị điện tử dựa trên các thiết bị điện tử, và cuối cùng là một hệ thống kiểm soát chậm của các thiết bị điện tử có thể kiểm soát chậm lại. Cuối cùng, nó có thể trở thành một tiến bộ kiểm tra kỹ thuật viên kiểm tra kỹ thuật viên ảo thuật viên và kiểm tra tốc độ tối thiểu các thiết bị truy cập nhanh hơn.

Kết luận

Tiến đến lỗi chiều dài của phần cứng điện tử từ các đoạn phụ thuộc vào các mã mặt phẳng và lỗi hoạt động. Mỗi chiến lược giải quyết một khía cạnh khác nhau của thử thách tính dễ vỡ - w xây dựng vốn là mã số ổn định, mã hóa thông tin thừa, hoặc sửa chữa lỗi sau khi đã có các vật liệu tốt hơn, mã thông minh hơn, và kiểm soát điện tử tiên tiến đang đẩy trường gần hơn đến thao tác lỗi- lỗi thời. Trong khi lỗi quy mô toàn bộ vẫn là một mục tiêu lâu dài, tiến bộ được tạo ra trong năm năm qua. Tiếp tục nghiên cứu và có khả năng giải quyết các vấn đề khoa học phức tạp và các hệ thống khoa học phức tạp.

Để đọc thêm: