Studiuesit demonstrojnë korrigjimin e gabimit në një sistem kubit silikoni
Studiuesit nga RIKEN në Japoni kanë arritur një hap të madh drejt llogaritjes kuantike në shkallë të gjerë duke demonstruar korrigjimin e gabimit në një sistem llogaritës kuantik me bazë silikoni me tre kubit. Kjo punë, e botuar në Nature, mund të hapë rrugën drejt arritjes së kompjuterëve kuantikë praktikë.
Kompjuterët kuantikë janë një fushë e nxehtë e kërkimit sot, pasi premtojnë të bëjnë të mundur zgjidhjen e disa problemeve të rëndësishme që janë të pazgjidhshme duke përdorur kompjuterët konvencionalë. Ata përdorin një arkitekturë krejtësisht të ndryshme, duke përdorur gjendjet e mbivendosjes që gjenden në fizikën kuantike në vend të biteve të thjeshta binar 1 ose 0 të përdorur në kompjuterët konvencionalë. Megjithatë, për shkak se ato janë projektuar në një mënyrë krejtësisht të ndryshme, ato janë shumë të ndjeshme ndaj zhurmës mjedisore dhe çështjeve të tjera, si dekoherenca, dhe kërkojnë korrigjimin e gabimeve për t’i lejuar ata të bëjnë llogaritjet e sakta.
Një sfidë e rëndësishme sot është zgjedhja e sistemeve që mund të veprojnë më mirë si “qubit” – njësitë bazë që përdoren për të bërë llogaritjet kuantike. Sisteme të ndryshme kandidate kanë pikat e tyre të forta dhe të dobëta. Disa nga sistemet e njohura sot përfshijnë qarqe superpërcjellëse dhe jone, të cilat kanë avantazhin se është demonstruar një formë e korrigjimit të gabimit, duke i lejuar ato të vihen në përdorim aktual, megjithëse në një shkallë të vogël. Teknologjia kuantike e bazuar në silikon, e cila ka filluar të zhvillohet vetëm gjatë dekadës së fundit, dihet se ka një avantazh në atë që përdor një nanostrukturë gjysmëpërçuese të ngjashme me atë që përdoret zakonisht për të integruar miliarda transistorë në një çip të vogël, dhe për këtë arsye mund të përfitoni nga teknologjia aktuale e prodhimit.
Megjithatë, një problem i madh me teknologjinë e bazuar në silikon është se ka mungesë të teknologjisë për lidhjen e gabimeve. Studiuesit kanë demonstruar më parë kontrollin e dy kubitëve, por kjo nuk mjafton për korrigjimin e gabimit, i cili kërkon një sistem me tre qubit.
Në kërkimin aktual, të kryer nga studiuesit në Qendrën RIKEN për Shkencën e Materieve Emergjente dhe Qendrën RIKEN për Informatikë Kuantike, grupi e arriti këtë arritje, duke demonstruar kontroll të plotë të një sistemi me tre qubit (një nga sistemet më të mëdha kubit në silikon). duke siguruar kështu një prototip për herë të parë të korrigjimit të gabimit kuantik në silikon. Ata e arritën këtë duke zbatuar një portë kuantike me tre kubit të tipit Toffoli.
Sipas Kenta Takeda, autori i parë i punimit, “ideja e zbatimit të një kodi kuantik korrigjues të gabimeve në pikat kuantike u propozua rreth një dekadë më parë, kështu që nuk është një koncept krejtësisht i ri, por një seri përmirësimesh në materiale. Fabrikimi i pajisjeve dhe teknikat e matjes na lejuan të kemi sukses në këtë përpjekje. Jemi shumë të lumtur që e kemi arritur këtë.”
Sipas Seigo Tarucha, udhëheqësi i grupit kërkimor, “hapi i tyre i ardhshëm do të jetë rritja e sistemit. Ne mendojmë se rritja është hapi tjetër. Për këtë, do të ishte mirë të punonim me grupe të industrisë së gjysmëpërçuesve të aftë për të prodhuar silikon. – pajisje kuantike të bazuara në një shkallë të gjerë.”