Квантни рачунари почињу брже

Нова метода калибрације омогућава да рачунар ради у неколико минута, а не у сатима

На слици је приказано интегрисано коло за квантни рачунар са 5 квантних бита (крстова). На таквим чиповима је експериментално демонстрирана нова метода калибрације. © Ерик Луцеро / Калифорнијски универзитет, Санта Барбара
читају наглас

Рачунајте брзо, али почните полако: До сада су квантним рачунарима били потребни сати ангажовања пре него што су се искористиле њихове огромне рачунарске брзине. Немачки физичари су сада огромно убрзали и аутоматизовали ову калибрацију новим алгоритмом, о чему извештавају у часопису "Пхисицал Ревиев Леттерс". Као резултат тога, квантни рачунар је спреман за употребу након само пет минута. Истраживачи добијају толико драгоценог времена за даљи развој ове технологије у будућности.

Набавите брзу кафу док се рачунар укључи у неколико тренутака: Тако изгледа свакодневна рутина многих корисника. Експериментални квантни рачунари који постоје до сада потрају много дуже од шетње до афе кафе док не буду спремни за употребу. Ови калкулатори могу истовремено да израчунају преко четири милијарде могућих стања конвенционалног 32-битног рачунара - али на жалост, подједнако су осетљиви као музички инструмент на најмање разлике у околини. На пример, ако је само мало топлије или хладније, ваздушни притисак је виши или нижи него дан раније, сложена мрежа квантних битова више не функционише, квантни рачунар је тако речено „угашен“ и мора се поново подесити.

Одлучите да поставка функционише

"До сада су квантни физичари сваки дан изнова седели како би видели шта је другачије него дан раније", објашњава Франк Вилхелм-Мауцх са Универзитета у Саарланду. "Они су измерили сваки параметар и мукотрпно калибрирали чип." Око 50 различитих параметара је укључено у ову калибрацију, а само једно од хиљаду мерења може бити неисправно. Овај дуготрајан процес трајао је око шест сати - време које је изгубљено за истраживање квантног рачунара.

Вилхелм-Мауцх и његов колега Даниел Еггер желели су убрзати процес покретања. „Питали смо се зашто мораш свакога дана да разумеш шта је другачије него дан пре?“, Рекао је квантни физичар. Истраживачи су дошли до закључка да није толико важно схватити суптилности калибрације: „Кључно је да поставка делује на крају. Зашто то дјелује, није толико важно. "Физичари су напокон имплементирали овај прагматични приступ алгоритмом грађевинског инжењерства. "Јер чак и постоје скупа испитивања", каже Вилхелм-Мауцх. Зато је важно постићи радни резултат без пуно труда и времена и новца.

Пет минута уместо шест сати

Експериментални физичари на Калифорнијском универзитету у Санта Барбари тестирали су нови алгоритам у експерименту. Користећи овај трик, истраживачи су успели да смање време потребно за калибрацију шестчасовног квантног рачунара на само пет минута, задржавајући стопу грешке испод критичне границе. дисплеј

За даље експерименте у истраживању квантних рачунара, овај напредак је изузетно важан. Сада физичари више не морају да раде сатима припремних послова сваког дана да би могли да експериментишу на краће време. "Будући да се током дуге фазе калибрације многи параметри, као што су температура, светло и притисак ваздуха, већ су се поново незнатно променили, тако да је временски интервал у коме чип ради без грешака и са њим можете експериментирати увек к Постаје краћи ", каже Вилхелм-Мауцх.

Ад ХОЦ: време је за кафу

Још једна предност: метода брзе калибрације, коју физичари називају „Ад-ХОЦ“ (за „Адаптиве Хибрид Оптимал Цонтрол“), такође се може лако применити на веће квантне системе од претходно коришћен. Из техничких разлога до сада су могући само чипови са пет квантних бита. Новом методом величина чипа неће имати ограничења у будућности, може се произвољно повећати.

А још једна тачка требала би бити важна за свакодневну рутину квантних научника: "За разлику од претходне калибрације, наша метода је потпуно аутоматска ручно", каже Вилхелм-Мауцх и додаје једну порцију Додани хумор: „Научник заправо само притисне дугме као у класичном рачунару и иде кафу док квантни рачунар није спреман за употребу.“

(Пхисицал Ревиев Леттерс, 2014; дои: 10.1103 / ПхисРевЛетт.112.240503)

(Универзитет у Сарлу, 23.06.2014. - АКР)