کوک در زمان:: چگونه یک فیزیکدان کوانتومی اختراع کد جدید از حقه قدیمی

یک دانشمند دانشگاه سیدنی است که چه زمانی یک کوانتومی صنعت خودی توصیف کرده است به عنوان "چیزی است که بسیاری از محققان فکر می کردم غیر ممکن بود".

دکتر بنیامین قهوه ای از دانشکده فیزیک را توسعه داده است یک نوع از خطا تصحیح کد برای کامپیوترهای کوانتومی است که تا بیشتر سخت افزار برای انجام محاسبات مفید. آن را نیز فراهم می کند یک رویکرد است که اجازه خواهد داد که شرکت هایی مانند گوگل و IBM برای طراحی بهتر کوانتومی میکروچیپ.

او این کار را با استفاده از در حال حاضر شناخته شده کد است که در عمل در سه ابعاد به دو بعدی چارچوب است.

"ترفند این است به استفاده از زمان به عنوان بعد سوم. من با استفاده از دو ابعاد فیزیکی و اضافه کردن در زمان به عنوان بعد سوم" دکتر براون گفت. "این باز می شود تا امکانات ما قبل ندارد."

تحقیقات خود را منتشر شده است امروز در علم پیشرفت.

"این کمی مانند بافندگی," او گفت:. "هر ردیف مثل یک بعدی خط. شما گره ردیف بعد از ردیف از پشم و در طول زمان این تولید دو بعدی و پانل از مواد است."

Fault-tolerant کامپیوترهای کوانتومی

کاهش خطا در محاسبات کوانتومی یکی از بزرگترین چالش های پیش روی دانشمندان قبل از آنها می توانند در ساخت ماشین آلات به اندازه کافی بزرگ برای حل مفید مشکلات.

"از آنجا که اطلاعات کوانتومی بسیار شکننده آن را به تولید مقدار زیادی از خطاهای گفت:" دکتر براون همکار تحقیقاتی در دانشگاه سیدنی نانو موسسه.

به طور کامل از بین بردن این خطا غیر ممکن است بنابراین هدف این است که به منظور توسعه یک "fault-tolerant" معماری مفید که در آن عملیات پردازش به مراتب سنگین تر بودن از خطا تصحیح عملیات.

"تلفن همراه و یا لپ تاپ انجام خواهد شد میلیاردها عملیات بیش از چندین سال قبل از یک خطا باعث یک صفحه خالی و یا برخی دیگر از نقص. زمان کوانتومی عملیات خوش شانس به کمتر از یک خطا برای هر 20 عملیات - و این بدان معناست که میلیون ها نفر از خطاهای یک ساعت گفت:" دکتر براون که همچنین دارای یک موقعیت با ARC مرکز تعالی برای مهندسی سیستم های کوانتومی.

"این یک مقدار زیادی کاهش یافته و بخیه."

بسیاری از بلوک های ساختمان در امروز تجربی کامپیوترهای کوانتومی - بیت کوانتومی یا qubits - گرفته شده توسط "سربار" از تصحیح خطا.

"رویکرد من به سرکوب اشتباهات است به استفاده از یک کد است که در عمل در سراسر سطح معماری در دو بعد است. اثر این است که برای آزاد کردن مقدار زیادی از این سخت افزار از خطا تصحیح و آن را اجازه می دهد برای به دست آوردن با چیزهای مفید" دکتر براون گفت.

دکتر نائومی نیکرسون است مدیر کوانتومی معماری در PsiQuantum در پالو آلتو کالیفرنیا و بیارتباط به پژوهش است. او گفت: "این نتیجه ایجاد یک گزینه جدید برای انجام fault-tolerant گیتس که پتانسیل را دارد که تا حد زیادی کاهش سربار و آن را عملی محاسبات کوانتومی نزدیک تر است."

مسیر جهانی محاسبات

شروع یو پی اس مانند PsiQuantum و همچنین به عنوان بزرگ فن آوری شرکت های گوگل و آی بی ام و مایکروسافت هستند که منجر به هزینه برای توسعه در مقیاس کوانتومی تکنولوژی. پیدا کردن کدهای تصحیح خطا است که اجازه خواهد داد که ماشین آلات خود را به مقیاس است که به فوریت مورد نیاز است.

دکتر مایکل Beverland یک محقق ارشد در مایکروسافت کوانتومی و نیز بیارتباط با این پژوهش گفت: "این مقاله به بررسی هیجان انگیز, عجیب و غریب رویکرد به انجام fault-tolerant محاسبات کوانتومی با اشاره به راه به سوی بالقوه دستیابی به جهانی محاسبات کوانتومی در دو بعد فضایی بدون نیاز به تقطیر چیزی است که بسیاری از محققان فکر می کردم غیر ممکن بود."

دو بعدی کدهای که در حال حاضر وجود داشته باشد نیاز به چه Dr Beverland اشاره به عنوان تقطیر دقیق تر شناخته شده به عنوان 'سحر و جادو-دولت تقطیر'. این جایی است که کوانتومی پردازنده انواع از طریق محاسبات و عصاره مفید هستند.

این chews تا مقدار زیادی از محاسبات سخت افزار فقط سرکوب خطا است.

"من اعمال قدرت سه بعدی کد و اقتباس آن را به دو بعدی چارچوب" دکتر براون گفت.

Dr قهوه ای مشغول بوده است این سال است. در ماه مارس او به چاپ مقاله در مجله فیزیک Physical Review Letters با همکاران از EQUS و دانشگاه سیدنی است. در این تحقیقات او و همکارانش توسعه داده اند یک رسیور که برای شناسایی و تصحیح خطا بیشتر از همیشه قبل از دستیابی به یک رکورد جهانی در تصحیح خطا.

"شناسایی بیشتر خطاهای رایج است یکی دیگر از راه های ما می توانید تا قدرت پردازش بیشتر برای مفید محاسبات" دکتر براون گفت.

پروفسور استفان بارتلت است که یک نویسنده است که کاغذ و منجر به نظریه کوانتومی اطلاعات گروه تحقیقاتی در دانشگاه سیدنی است.

"گروه ما در سیدنی بسیار متمرکز بر کشف چگونه ما می توانیم در مقیاس کوانتومی اثرات طوری که آنها می توانید قدرت در مقیاس بزرگ دستگاه" گفت: استاد Bartlett, که همچنین دیپلم دین پژوهش در دانشکده علوم.

"دکتر براون کار نشان داده است که چگونه به انجام این کار برای یک تراشه کوانتومی. این نوع از پیشرفت ما را قادر به رفتن از اعداد کوچک از qubits به اعداد بسیار بزرگ و ساخت فوق العاده قدرتمند کامپیوترهای کوانتومی است که حل مشکلات بزرگ فردا."

###

دانلود تحقیق و عکس ها از دکتر و استاد بارتلت در این لینک.

مصاحبه

Dr Ben Brown | b.brown@sydney.edu.au | +61 401 860 369
دانشکده فیزیک | سیدنی نانو
ARC مرکز تعالی برای مهندسی سیستم های کوانتومی
دانشگاه سیدنی

پروفسور استفان Bartlett | stephen.bartlett@sydney.edu.au | +61 438 490 414
دانشکده فیزیک | سیدنی نانو
ARC مرکز تعالی برای مهندسی سیستم های کوانتومی
دانشگاه سیدنی

رسانه ها پاسخ به سوالات

مارکوس استروم | marcus.strom@sydney.edu.au | +61 423 982 485

اعلامیه

این پژوهش با حمایت دانشگاه سیدنی برنامه یاران و شورای پژوهش استرالیا از طریق مرکز تعالی در مهندسی سیستم های کوانتومی (EQUS) پروژه شماره CE170100009.

برای PRL مقاله دسترسی به عملکرد بالا محاسبات به منابع ملی ارائه زیرساخت های محاسباتی (NCI) است که با حمایت دولت استرالیا و سیدنی انفورماتیک Hub است که بودجه دانشگاه سیدنی.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.