Microsoft dhe Atom Computing do të lançojnë një kompjuter kuantik komercial në vitin 2025

Informatika kuantike po arrin atje. Pas vitesh zhvillimi të ngadaltë por të qëndrueshëm për të krijuar një kompjuter kuantik të dobishëm që mund të tejkalojë makineritë klasike, ne jemi ende krejtësisht në “epokën kuantike të zhurmshme të shkallës së mesme”. Megjithatë, shumë nga pjesët e nevojshme për ndërtimin e makinerive më të avancuara dhe më të qëndrueshme kanë filluar të bien në vend tani.

Në konferencën e Microsoft Ignite 2024 të martën, Microsoft dhe Atom Computing njoftuan një tjetër përparim në rrugën drejt një kompjuteri kuantik tolerant ndaj gabimeve: Dy kompanitë ngatërruan 24 kubit logjikë duke përdorur atome neutrale të mbajtura nga lazerët. Dy kompanitë thonë se ky është numri më i madh i kubitëve logjikë të ngatërruar në rekord. (Duhen një numër kubitësh fizikë për të krijuar kubitin logjik që më pas mund të përdoret për të ekzekutuar algoritme kuantike.)

Ajo që është ndoshta po aq e rëndësishme është se sistemi ishte në gjendje të zbulonte kur një nga atomet neutrale që përbëjnë një kubit fizik u zhduk (ata kanë tendencën e bezdisshme për ta bërë këtë) dhe ta korrigjojnë vazhdimisht këtë.

Dy kompanitë planifikojnë të dorëzojnë kompjuterë kuantikë të bazuar në këtë teknologji për klientët komercialë vitin e ardhshëm. Këto makina do të kenë mbi 1000 kubit fizikë.

Duke përdorur këtë sistem, Microsoft dhe Atom Computing krijuan 20 kubit logjik të bëra nga 80 kubit fizikë dhe ekzekutuan me sukses algoritmin Bernstein-Vazirani mbi të. Ky është një algoritëm klasik kuantik i projektuar në vitet 1990 që është, në thelb, një demonstrim i fuqive të mbivendosjes (aftësia e kubitit për të qenë njëkohësisht 0 dhe 1) dhe ndërhyrje, e cila aplikon transformime që shkaktojnë pjesë të ndryshme të mbivendosjes në ndërhyjnë me njëri-tjetrin në mënyra të dobishme. Sfida këtu është të gjesh një kod sekret që është një sekuencë prej 0 dhe 1). Ndërsa kompjuteri klasik do të duhej të provonte çdo kombinim të mundshëm, kompjuteri kuantik mund ta bëjë këtë me vetëm një pyetje, sepse mund të testojë të gjitha kombinimet menjëherë.

“Ne e kemi drejtuar atë algoritëm në këtë harduer deri në 20 kubit logjik në atë llogaritje dhe kemi treguar se mund të arrijmë më mirë se performanca fizike atje. Ju gjithashtu bëheni më të mirë se klasikja, rezulton, për këtë algoritëm, “tha Krysta Svore, bashkëpunëtorja teknike dhe zëvendëspresidente e zhvillimit të avancuar kuantik për Microsoft Azure Quantum. “Pra, ne kemi treguar aftësinë për të llogaritur me këto kubit logjikë, dhe më pas ne kemi qenë gjithashtu në gjendje të bëjmë korrigjimin e humbjeve të përsëritura me këto kubit.”

Svore vuri në dukje se si platforma Azure Quantum Compute ofron një sistem virtualizimi kubit që lejon ekipet të dizajnojnë korrigjimin e gabimit kuantik që është i optimizuar për një procesor kuantik specifik. Kjo është gjithashtu ajo që nxiti përparimet e fundit të Microsoft me Quantinuum, i cili arriti 12 kubit logjik . Është ky sistem virtualizimi, i kombinuar me përparimet e qëndrueshme në punën e Atom Computing me atomet neutrale, që ka lejuar pjesërisht këto përparime të fundit, tha Svore.

Një faktor që e bën më të vështirë punën me atome neutrale, megjithatë, është se këto atome ndonjëherë thjesht zhduken. Kjo është në krye të çështjes së rregullt të zhurmës me të cilën duhet të merren të gjithë kompjuterët kuantikë. Të kuptuarit se një nga atomet është zhdukur është sfida e tij. Menjëherë pas ngarkimit të sistemit me atome, është e mundur të bëni një imazh dhe të kontrolloni nëse të gjithë atomet janë në vend. Pastaj, ndërsa sistemi funksionon, është e mundur të zbulohet luminescenca për të kontrolluar nëse një atom është në vendin e duhur.

“Kur një atom humbet, ne duam të dimë se ka ndodhur, dhe më pas duam të jemi në gjendje ta korrigjojmë atë humbje,” tha Svore. “Ne duam të jemi në gjendje ta kapërcejmë atë humbje pa ndalur llogaritjen. Është një element kyç i asaj që ne sjellim në sistemin e virtualizimit të qubit. Ne kemi projektuar sistemin e virtualizimit për të llogaritur këtë mekanizëm të humbjes që shfaqet në këtë lloj hardueri, në mënyrë që të mund ta luftojmë atë humbje në sistemin tonë të virtualizimit të qubit duke gjetur dhe më pas korrigjuar atë humbje.

Kjo, tha ajo, është hera e parë që demonstrohet ky korrigjim i humbjeve.

Duke parë përpara, të dy kompanitë planifikojnë të mbështesin mbi 1000 kubit fizikë në makinën që do të ofrojnë komercialisht vitin e ardhshëm (sistemi aktual aktualisht mbështet deri në 256 tashmë). Ka njëfarë fleksibiliteti në sa kubit logjik do të thotë kjo.

“Ne jemi të ngazëllyer për të vazhduar bashkëpunimin tonë me Microsoft-in, i cili tashmë ka çuar në piketa të rëndësishme në informatikë kuantike,” tha Ben Bloom, themeluesi dhe CEO i Atom Computing. “Duke bashkuar kubitët tanë të teknologjisë moderne të atomit neutral me sistemin e virtualizimit të qubit të Microsoft-it, ne jemi tani në gjendje të ofrojmë kubit të besueshëm logjik në një makinë kuantike komerciale. Ky sistem do të mundësojë përparim të shpejtë në fusha të shumta, duke përfshirë kiminë dhe shkencën e materialeve.