Isang multidisciplinary na team mula sa Quantinuum, QuTech (Delft University of Technology) at ang University ng Stuttgart ay gumamit ng H1 quantum computer ng Quantinuum upang ipakita ang isang kapansin-pansing pag-unlad sa fault-tolerant na mga operasyon
CAMBRIDGE, England at BROOMFIELD, Colo., Sept. 28, 2023 — Ang fault-tolerant na mga quantum computer na nag-aalok ng radikal na mga bagong solusyon sa ilan sa pinakamahalagang problema sa mundo sa medisina, pananalapi at kapaligiran, pati na rin sa pagpapadali ng isang tunay na malawak na paggamit ng AI, ay pumupukaw ng pandaigdigang interes sa mga quantum technologies. Gayunpaman, ang iba’t ibang mga timetable na itinatag para sa pagkamit nito ay nangangailangan ng mga pangunahing pag-unlad at inobasyon upang manatiling maaabot, at walang mas mahalaga kaysa sa paglipat mula sa mga pisikal na qubit patungo sa mga fault-tolerant.
Quantinuum’s H2 quantum processor, Powered by Honeywell
Sa isa sa unang makabuluhang hakbang sa landasing ito, ang mga siyentipiko mula sa Quantinuum, ang pinakamalaking naka-integrate na quantum computing company sa mundo, kasama ang mga katuwang, ay nagpakita ng unang fault-tolerant na pamamaraan na gumagamit ng tatlong logically-encoded na mga qubit sa Quantinuum H1 quantum computer, Powered by Honeywell, upang gawin ang isang matematikal na pamamaraan.
Inaasahan na bubuksan ng mga paraan sa fault-tolerant quantum computing ang daan para sa praktikal na mga solusyon sa tunay na mga problema sa mundo sa mga larangan tulad ng molecular simulation, artificial intelligence, optimization, at cybersecurity. Matapos ang magkakasunod na mahahalagang pag-unlad sa nakalipas na mga taon sa hardware, software at pagwawasto ng error, ang mga resulta na inihayag ngayon ng Quantinuum sa isang bagong papel sa arXiv, “Fault-Tolerant One-Bit Addition with the Smallest Interesting Colour Code” ay isang natural na hakbang pasulong, at sumasalamin sa lumalaking bilis ng progreso.
Maraming mga kumpanya at pangkat sa pananaliksik ang nakatuon sa pagkamit ng fault-tolerance sa pamamagitan ng paggamot sa ingay na likas na lumilitaw kapag isang quantum computer ay nagpapatakbo ng mga operasyon nito. Ang Quantinuum ay isang napatunayan na pioneer, na nakamit ang nakaraang mga unang beses tulad ng pagpapakita ng mga entangling gates sa pagitan ng dalawang logical qubits sa isang ganap na fault-tolerant na paraan gamit ang real-time na pagwawasto ng error, at pag-simulate ng hydrogen molecule gamit ang dalawang logically-encoded na mga qubit.
Sa pamamagitan ng pagsasagawa ng one-bit addition gamit ang pinakamaliit na kilalang fault-tolerant circuit, naabot ng team ang rate ng error na halos isang order ng magnitude na mas mababa, sa ~1.1×10-3 kumpara sa ~9.5×10-3 para sa hindi na-encode na circuit. Ang pag-suppress ng error na napagmasdan ay ginawa posible ng mga physical error rates ng quantum charge-coupled device (QCCD) architecture na ginamit sa mga H-Series quantum computer ng Quantinuum, na mas mababa kaysa sa anumang iba pang mga sistema na kilala sa kasalukuyan. Ang mga rate ng error na ito ay nahuhulog sa loob ng saklaw kung saan ang mga algorithm na fault-tolerant ay nagiging posible.
Ilyas Khan, Chief Product Officer at Tagapagtatag ng Quantinuum, ay nagsabi: “Bukod sa patuloy na pagbibigay sa quantum ecosystem ng ebidensya kung ano ang posible sa mga unang araw na ito ng quantum computing, ang kasalukuyang demonstrasyon ay kapansin-pansin para sa katalinuhan nito. Ang ion trap architecture ng aming H-Series ay nag-aalok ng pinakamababang mga physical error rate at ng flexibility na nagmumula sa qubit transport, na nagpapahintulot sa mga gumagamit ng aming hardware na ipatupad ang mas malawak na pagpipilian ng mga error-correcting code, at iyon ang nagawa ito posible. Mag-ingat para sa mga karagdagang mahahalagang computational na pag-unlad sa darating na panahon habang pinagdudugtong namin ang kalidad ng aming hardware sa mga gawain na may kabuluhan sa tunay na mundo.”
Ang mababang overhead na logical Clifford gates, kasama ang transversal CCZ gate ng three-dimensional colour code, ay pinahintulutan ang team na bawasan ang bilang ng dalawang-qubit gates at pagsukat na kinakailangan para sa one-bit addition, mula sa higit sa 1000, hanggang 36.
Ben Criger, Senior Research Scientist sa Quantinuum, at pangunahing imbestigador sa papel, ay nagsabi: “Ang CCZ gate, na ipinakita namin dito, ay isang mahalagang sangkap sa algorithm ni Shor, quantum Monte Carlo, topological data analysis, at isang libo-libong iba pang mga quantum algorithm. Pinatunayan ng resultang ito na ang tunay na hardware ay may kakayahan na ngayon na patakbuhin ang lahat ng mga mahahalaga ng fault-tolerant quantum computing – paghahanda ng estado, mga Clifford gate, mga hindi Clifford gate at logical measurement – nang sama-sama.”
Tungkol sa Quantinuum
Ang Quantinuum ang pinakamalaking naka-integrate na standalone quantum computing company sa mundo, na binuo sa pagsasama ng world-leading na hardware ng Honeywell Quantum Solutions at class-leading na middleware at mga application ng Cambridge Quantum. Science-led at enterprise-driven, pinapabilis ng Quantinuum ang quantum computing at pagbuo ng mga application sa chemistry, cybersecurity, pananalapi at optimization. Ang focus nito ay lumikha ng scalable at commercial na mga quantum solution upang lutasin ang pinakamahalagang problema sa mundo sa mga larangan tulad ng enerhiya, logistics, climate change, at kalusugan. Ang kumpanya ay may higit sa 480 indibidwal, kabilang ang 350+ na mga siyentipiko at inhinyero, sa walong site sa Estados Unidos, Europa, at Hapon. Para sa karagdagang impormasyon, mangyaring bisitahin ang http://www.quantinuum.com.
Ang Honeywell trademark ay ginagamit sa ilalim ng lisensya mula sa Honeywell International Inc. Walang representasyon o warranty ang ginagawa ng Honeywell para sa serbisyong ito.
