Świat od lat z niecierpliwością czeka na rozwój technologii kwantowych do poziomu, w którym przemysł będzie w stanie wykorzystać ich ogromny potencjał. Ze względu na ogromne wyzwania stojące przed naukowcami, nie wiadomo jednak kiedy do tego dojdzie. Nie zmienia to jednak faktu, że naukowcy z programu ONISQ właśnie poinformowali o dokonaniu gigantycznego kroku naprzód w tej materii. Po raz pierwszy w historii udało się zademonstrować maszynę zdolną do obsługi 48 kubitów logicznych.
Zespół badaczy pracujący w dużej mierze na Uniwersytecie Harvarda po raz pierwszy dowiódł, że jest w stanie wykonywać niezwykle złożone obliczenia kwantowe na zdumiewającej liczbie aż 48 kubitów logicznych. Wyniki tych prac opublikowano właśnie na łamach periodyku naukowego Nature.
Naukowcy byli w stanie dowieść, że wykorzystując sprzęt opracowany przez zespół QuEra są w stanie skutecznie identyfikować i korygować błędy, znacząco poprawiając jakość i precyzję obliczeń. To sprawia, że dziedzina analizy danych i chociażby symulacji finansowych mogą wkrótce przejść prawdziwą rewolucję. Autorzy nowego osiągnięcia przyznają, że po raz pierwszy w historii podstawowe idee kwantowej korekcji błędów i tolerancji na błędy zaczynają przynosić wymierne korzyści.
Czytaj także: Kubity to już przeszłość. Rewolucję mają przynieść cyfry kwantowe
Całe wyzwanie, które stoi przed naukowcami zajmującymi się dziedziną obliczeń kwantowych, opiera się na tym, że algorytmy kwantowe wymagają dłuższych okresów przechowywania informacji kwantowych i manipulowania nimi. Problem jednak w tym, że istniejące kubity sprzętowe są podatne na błędy. Od dawna wiadomo, że rozwiązaniem tego problemu jest wykorzystanie tzw. kubitów logicznych korygujących błędy. Im więcej kubitów logicznych, tym sprawniejsza jest korekcja błędów. Z drugiej jednak strony, takie podejście wiąże się ze zwiększaniem złożoności, a tym samym zwiększaniem ilości pracy sprzętu uruchamiającego algorytmy. Wydajna i skuteczna poprawa błędów wymaga częstych pomiarów, co samo w sobie jest wyzwaniem, gdy do obliczeń wykorzystuje się kubity logiczne.
W przeciwieństwie do zwykłych kubitów kubity logiczne są znacznie bardziej odporne na błędy, które stanowią poważną przeszkodę w rozwoju dziedziny obliczeń kwantowych. Aby jednak osiągnąć tę niezawodność, informację kwantową trzeba rozdzielać na wiele fizycznych kubitów.
Aby pokonać tę przeszkodę, naukowcy postanowili wykorzystać tzw. kubity Rydberga. Oparte są one na neutralnych atomach, dzięki czemu charakteryzują się niezwykłą stabilnością i niezwykłą zdolnością do przystosowania. W przeciwieństwie do innych typów kubitów można nimi stosunkowo łatwo manipulować za pomocą laserów. To z kolei sprawia, że możliwe staje się wdrożenie skomplikowanych technik korygowania błędów oraz dynamiczna zmiana architektury kubitów. Jak wskazują autorzy opracowania, wykorzystanie technologii kubitów Rydberga sprawia, że możliwe będzie teraz swobodne przenoszenie i manipulowanie poszczególnymi kubitami, a następnie przywracanie ich do pierwotnego położenia. Dotychczas wydawało się to praktycznie nieosiągalne.
Naukowcy wskazują, że obecny sprzęt QuEra wykorzystywany do operowania kubitami Rydberga może pomieścić aż 280 kubitów. Jednocześnie jej twórcy przekonują, że to dopiero początek, bowiem technologia ta jest skalowalna, co oznacza, że w najbliższym czasie będziemy obserwować jej szybki rozwój.
Czy zatem czeka nas jakaś poważna rewolucja? Tego jak na razie nie wiadomo. Od dawna uważa się, że do osiągnięcia rzeczywistej supremacji kwantowej i rozwiązywania za pomocą obliczeń kwantowych najbardziej skomplikowanych problemów stojących przed mieszkańcami Ziemi potrzeba umiejętności manipulowania milionami kubitów. Kubity Rydberga jednak zmieniają tę sytuację diametralnie. Możliwość dynamicznej rekonfiguracji kubitów sprawia bowiem, że liczba ta będzie znacznie, znacznie mniejsza. Jedno jest pewne: najbliższe lata w dziedzinie technologii kwantowych będą bardzo interesujące.
