دانشمندان یک دروازه کوانتومی جدید ساختند
مهندس وب: دروازه کوانتومی ساخت محققان ژاپنی می تواند برای افزایش وفاداری دروازه های کوانتومی سودمند باشد.
به گزارش مهندس وب به نقل از ایسنا، محققان «مرکز محاسبات کوانتومی ریکن»(RQC) و شرکت «توشیبا»(Toshiba) موفق به ساخت یک دروازه کوانتومی جدید شدند. این دروازه کوانتومی بر فناوری «کوپلر دو ترانسمون»(DTC) مبتنی است که از نظر نظریه می تواند وفاداری دروازه های کوانتومی را بطور قابل توجهی افزایش دهد.
به نقل از میراژ نیوز، محققان با بهره گیری از این تکنیک به وفاداری ۹۹.۹۲ درصدی برای یک دستگاه دو کیوبیتی موسوم به «گیت سی زد»(CZ gate) و موفقیت ۹۹.۹۸ درصدی برای یک گیت تک کیوبیتی رسیدند. این پیشرفت که در قسمتی از پروژه «Q-LEAP» انجام شد، نه فقط عملکرد دستگاه های کوانتومی مقیاس متوسط پرسروصدا را بیشتر می کند، بلکه راه را برای تحقق محاسبات کوانتومی بوسیله تصحیح مؤثر خطای کوانتومی هموار می کند.
DTC نوع جدیدی از کوپلر قابل تنظیم است که از دو ترانسمون با فرکانس ثابت تشکیل شده و بوسیله یک حلقه با یک اتصال اضافی همراه شده است. ساختار این فناوری، یکی از مهم ترین چالش ها را در محاسبات کوانتومی حل می کند که توسعه سخت افزار برای اتصال کیوبیت ها به روشی با وفاداری بالاست. وفاداری دروازه کوانتومی برای به حداقل رساندن خطاها و افزایش قابلیت اطمینان محاسبات کوانتومی لازم است و طرح DTC با دستیابی به تعامل و عملیات دروازه دو کیوبیتی با وفاداری بالا برجسته می شود. بااینکه وفاداری بالای ۹۹ درصد برای گیت های تک کیوبیت به دست آمده، اما میزان خطا برای دستگاه های دو کیوبیتی بطور معمول یک درصد یا بیشتر است که عمدتاً به سبب تعامل بین کیوبیت ها به نام «تعامل ZZ» صورت می گیرد.
یکی از کلیدهای این پژوهش، ساخت یک دروازه کوانتومی با بهره گیری از روش های پیشرفته ساخت با بهره گیری از یک نوع یادگیری ماشینی به نام یادگیری تقویتی است. این تکنیک به محققان امکان داد تا پتانسیل نظری DTC را به کاربرد عملی تبدیل کنند. آنها از این تکنیک برای دستیابی به تعادل استفاده کردند و به کمک آن توانستند به سطوح وفاداری دست یابند که از بالاترین سطوح گزارش شده دراین خصوص است.
«یاسونوبو ناکامورا»(Yasunobu Nakamura)، مدیر مرکز محاسبات کوانتومی ریکن اظهار داشت: با کاهش میزان خطا در دروازه های کوانتومی، محاسبات کوانتومی قابل اعتمادتر و دقیق تری را ممکن کرده ایم. این امر خصوصاً برای توسعه کامپیوتر های کوانتومی مقاوم به خطا که آینده محاسبات کوانتومی هستند، مهمست.
وی ادامه داد: توانایی این دستگاه برای داشتن عملکرد مؤثر با کیوبیت ها، آنرا به یک عنصر سازنده همه کاره و رقابتی برای ساختارهای مختلف محاسبات کوانتومی تبدیل می کند. این سازگاری تضمین می نماید که می توان آنرا در پردازنده های کوانتومی ابررسانای فعلی و آینده ادغام کرد و عملکرد کلی و مقیاس پذیری آنها را افزایش داد. در آینده، ما می خواهیم برای رسیدن به طول کوتاه تر دروازه تلاش نماییم، برای اینکه این می تواند در به حداقل رساندن خطای نامنسجم کمک نماید.
این پژوهش در مجله «Physical Review X» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب