นี่คือพิมพ์เขียวสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง


นี่คือพิมพ์เขียวสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง


jumbo jili

Rubik’s Cubeแบบคลาสสิกมีสถานะต่างๆ43,252,003,274,489,856,000สถานะ คุณอาจสงสัยว่าผู้คนสามารถนำลูกบาศก์ที่มีสัญญาณรบกวนและนำกลับมาใช้การกำหนดค่าเดิมโดยแสดงสีเดียวในแต่ละด้านได้อย่างไร บางคนสามารถทำสิ่งนี้ได้แม้กระทั่งปิดตาหลังจากดูลูกบาศก์ที่มีสัญญาณรบกวนแล้วครั้งหนึ่ง การกระทำดังกล่าวเป็นไปได้เพราะมีชุดกฎพื้นฐานที่ยอมให้ผู้อื่นนำลูกบาศก์กลับคืนสู่สถานะเดิมเสมอใน 20 การเคลื่อนไหวหรือน้อยกว่า

สล็อต

การควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็เหมือนกับการแก้ลูกบาศก์รูบิคโดยปิดตา: สถานะเริ่มต้นนั้นเป็นที่รู้จักกันดี และมีองค์ประกอบพื้นฐาน (qubits) ที่จำกัดที่สามารถจัดการได้ด้วยชุดกฎง่ายๆ—การหมุนของเวกเตอร์ที่แสดง สถานะควอนตัม แต่การสังเกตระบบในระหว่างการดัดแปลงนั้นมาพร้อมกับบทลงโทษที่รุนแรง: หากคุณดูเร็วเกินไป การคำนวณจะล้มเหลว นั่นเป็นเพราะคุณได้รับอนุญาตให้ดูเฉพาะสถานะสุดท้ายของเครื่องเท่านั้น
พลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอยู่ที่ระบบสามารถรวมรัฐจำนวนมากเข้าด้วยกันได้ บางครั้งข้อเท็จจริงนี้ใช้เพื่อโต้แย้งว่าจะไม่สามารถสร้างหรือควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้: สาระสำคัญของการโต้แย้งคือจำนวนพารามิเตอร์ที่จำเป็นในการอธิบายสถานะของคอมพิวเตอร์จะสูงเกินไป ใช่ จะเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมในการควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมและเพื่อให้แน่ใจว่าสถานะของคอมพิวเตอร์จะไม่ได้รับผลกระทบจากแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดต่างๆ อย่างไรก็ตาม ความยากไม่ได้อยู่ที่สถานะควอนตัมที่ซับซ้อน แต่เพื่อให้แน่ใจว่าชุดสัญญาณควบคุมพื้นฐานทำในสิ่งที่ควรทำและคิวบิตทำงานตามที่คุณคาดหวัง
หากวิศวกรสามารถหาวิธีทำอย่างนั้นได้ วันหนึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกได้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจสามารถทำลายรหัสที่คิดว่าไม่สามารถแตกหักได้ และพวกเขาสามารถมีส่วนร่วมในการค้นพบยาชนิดใหม่ ปรับปรุงระบบการเรียนรู้ของเครื่องจักร แก้ปัญหาด้านลอจิสติกส์ที่ซับซ้อนอย่างชั่วร้าย และอื่นๆ
ความคาดหวังนั้นสูงมาก บริษัทเทคโนโลยีและรัฐบาลต่างก็เดิมพันคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเงินหลายพันล้านดอลลาร์ แต่มันก็ยังคงเป็นการพนัน เพราะผลกระทบทางกลควอนตัมแบบเดียวกันที่ให้พลังมหาศาลก็ทำให้เครื่องจักรเหล่านี้มีความอ่อนไหวและควบคุมได้ยาก
ความแตกต่างหลักระหว่างซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็คือ คอมพิวเตอร์แบบหลังใช้เอฟเฟกต์เชิงกลของควอนตัมเพื่อจัดการข้อมูลในลักษณะที่ขัดกับสัญชาตญาณ
จะต้องเป็นเช่นนั้นเสมอหรือไม่? ความแตกต่างหลักระหว่างซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็คือ คอมพิวเตอร์แบบหลังใช้เอฟเฟกต์เชิงกลของควอนตัมเพื่อจัดการข้อมูลในลักษณะที่ขัดกับสัญชาตญาณ ฉันจะพูดถึงเอฟเฟกต์เหล่านี้โดยสังเขปโดยสังเขป แต่คำอธิบายนั้นน่าจะเพียงพอที่จะช่วยให้คุณเข้าใจอุปสรรคทางวิศวกรรม—และกลยุทธ์ที่เป็นไปได้บางประการสำหรับการเอาชนะอุปสรรคเหล่านั้น
ในขณะที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกสามัญจัดการบิต (ตัวเลข binary) ซึ่งแต่ละต้องเป็น 0 หรือ 1 คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานในบิตควอนตัมหรือqubits qubits สามารถใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์เชิงกลของควอนตัมที่เรียกว่าsuperpositionต่างจากบิตคลาสสิก ซึ่งทำให้ qubit อยู่ในสถานะที่มีความเป็นศูนย์จำนวนหนึ่งและมีความเป็นหนึ่งเดียวกับมัน สัมประสิทธิ์ที่อธิบายว่าความเป็นหนึ่งและความเป็นศูนย์ของ qubit มีเท่าใดเป็นจำนวนเชิงซ้อน หมายความว่าพวกมันมีทั้งส่วนจริงและส่วนจินตภาพ
ในเครื่องที่มีหลาย qubit คุณสามารถสร้าง qubit เหล่านั้นได้ด้วยวิธีที่พิเศษมาก ทำให้ไม่สามารถอธิบายสถานะของ qubit หนึ่งอย่างเป็นอิสระจากสถานะของอีกเครื่องหนึ่งได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าพัวพัน . สถานะที่เป็นไปได้สำหรับ qubit ที่พันกันหลายตัวนั้นซับซ้อนกว่าสถานะสำหรับ qubit เดียว
ในขณะที่สองบิตแบบคลาสสิกสามารถตั้งค่าเป็น 00, 01, 10 หรือ 11 เท่านั้น แต่ qubit ที่พัวพันสองอันสามารถใส่ลงใน superposition ของสถานะพื้นฐานทั้งสี่เหล่านี้ได้ นั่นคือ qubits คู่ที่พันกันสามารถมีค่า 00-ness จำนวนหนึ่ง 01-ness จำนวนหนึ่ง 10 ness จำนวนหนึ่งและ 11-ness จำนวนหนึ่ง คิวบิตที่พันกันสามตัวสามารถซ้อนทับกันของสถานะพื้นฐานแปดสถานะ และn qubits สามารถอยู่ใน superposition ของ 2 n state ได้ เมื่อคุณดำเนินการกับqubit ที่พันกันnเหล่านี้ราวกับว่าคุณกำลังใช้งานข้อมูล 2 nบิตในเวลาเดียวกัน
การดำเนินการที่คุณทำบน qubit นั้นคล้ายกับการหมุนที่ทำกับ Rubik’s Cube ความแตกต่างที่สำคัญคือการหมุนควอนตัมไม่เคยสมบูรณ์แบบ เนื่องจากข้อ จำกัด บางประการในคุณภาพของสัญญาณควบคุมและความไวของ qubits การดำเนินการที่ตั้งใจจะหมุน qubit ไป 90 องศาอาจทำให้หมุนได้ 90.1 องศาหรือ 89.9 องศา ข้อผิดพลาดดังกล่าวอาจดูเล็กน้อยแต่ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ผลลัพธ์ไม่ถูกต้องทั้งหมด
แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดอีกประการหนึ่งคือการถอดรหัส : ทิ้งไว้โดยตัวมันเอง qubits จะค่อยๆ สูญเสียข้อมูลที่มีอยู่และสูญเสียความพัวพันไปด้วย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก qubits มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของพวกเขาในระดับหนึ่ง แม้ว่าพื้นผิวทางกายภาพที่ใช้ในการจัดเก็บนั้นได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แยกออกจากกัน คุณสามารถชดเชยผลกระทบของความไม่ถูกต้องของการควบคุมและการถอดรหัสโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมแต่การทำเช่นนี้มีค่าใช้จ่ายสูงในแง่ของจำนวน qubit ทางกายภาพที่ต้องการและจำนวนการประมวลผลที่ต้องทำด้วย
เมื่อเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคเหล่านี้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมีประโยชน์สำหรับการคำนวณแบบพิเศษบางประเภท หลังจากดำเนินการอัลกอริธึมควอนตัม เครื่องจะวัดสถานะสุดท้าย ในทางทฤษฎี การวัดนี้จะให้ผลลัพธ์ด้วยความน่าจะเป็นสูงในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถแก้ไขได้ในช่วงเวลาที่เหมาะสม
คุณจะเริ่มออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างไร? ในทางวิศวกรรม เป็นการดีที่จะแบ่งฟังก์ชันหลักของเครื่องจักรออกเป็นกลุ่มที่มีฟังก์ชันย่อยที่มีลักษณะคล้ายคลึงกันหรือต้องการประสิทธิภาพ จากนั้นกลุ่มการทำงานเหล่านี้จะสามารถจับคู่กับฮาร์ดแวร์ได้ง่ายขึ้น เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันที่QuTechในเนเธอร์แลนด์พบว่าฟังก์ชันที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 กลุ่มตามธรรมชาติ โดยแสดงแนวคิดด้วยการควบคุมห้าชั้น นักวิจัยที่ IBM, Google, Intel และที่อื่น ๆ กำลังปฏิบัติตามกลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกัน แม้ว่าจะใช้วิธีอื่นในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ตาม
ให้ฉันอธิบายว่าเค้กห้าชั้นนั้น เริ่มต้นที่ด้านบนสุด ซึ่งเป็นระดับนามธรรมสูงสุดจากรายละเอียดที่สำคัญของสิ่งที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของฮาร์ดแวร์
ที่ด้านบนของกองคือชั้นแอปพลิเคชันซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเอง แต่ยังคงเป็นส่วนสำคัญของระบบโดยรวม มันแสดงถึงทั้งหมดที่จำเป็นในการเขียนอัลกอริธึมที่เกี่ยวข้อง: สภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม ระบบปฏิบัติการสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ส่วนต่อประสานผู้ใช้และอื่น ๆ อัลกอริธึมที่ประกอบขึ้นโดยใช้เลเยอร์นี้สามารถเป็นควอนตัมได้ทั้งหมด แต่อาจเกี่ยวข้องกับการผสมผสานระหว่างส่วนคลาสสิกและควอนตัม เลเยอร์แอปพลิเคชันไม่ควรขึ้นอยู่กับประเภทของฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในเลเยอร์ที่อยู่ด้านล่าง

สล็อตออนไลน์

ใต้เลเยอร์แอปพลิเคชันโดยตรงคือเลเยอร์การประมวลผลแบบคลาสสิกซึ่งมีฟังก์ชันพื้นฐานสามประการ ขั้นแรก จะเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริทึมควอนตัมที่กำลังรันและคอมไพล์เป็นไมโครอินสตรัคชั่น ซึ่งคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นใน CPU ของคอมพิวเตอร์คลาสสิกซึ่งประมวลผลคำสั่งย่อยจำนวนมากสำหรับคำสั่งรหัสเครื่องแต่ละคำสั่งที่ต้องทำ เลเยอร์นี้ยังประมวลผลการวัดสถานะควอนตัมที่ส่งคืนโดยฮาร์ดแวร์ในเลเยอร์ด้านล่าง ซึ่งอาจป้อนกลับเข้าไปในอัลกอริธึมแบบคลาสสิกเพื่อให้ได้ผลลัพธ์สุดท้าย เลเยอร์การประมวลผลแบบคลาสสิกจะดูแลการสอบเทียบและการปรับแต่งที่จำเป็นสำหรับเลเยอร์ด้านล่าง
ภายใต้ชั้นคลาสสิกเป็นดิจิทัล , analog-และควอนตัมการประมวลผลชั้นซึ่งร่วมกันทำขึ้นหน่วยประมวลผลควอนตัม (QPU) มีการเชื่อมต่อที่แน่นแฟ้นระหว่างสามชั้นของ QPU และการออกแบบชั้นหนึ่งจะขึ้นอยู่กับชั้นของอีกสองชั้นอย่างมาก ให้ฉันอธิบายให้ครบถ้วนมากขึ้นในตอนนี้ สามชั้นที่ประกอบเป็น QPU โดยเลื่อนจากบนลงล่าง
ชั้นดิจิตอลประมวลผลแปล microinstructions เข้าพัลส์ที่ชนิดของสัญญาณที่จำเป็นในการจัดการ qubits ช่วยให้พวกเขาทำหน้าที่เป็นควอนตัมประตูตรรกะ แม่นยำยิ่งขึ้น เลเยอร์นี้ให้คำจำกัดความแบบดิจิทัลว่าพัลส์แอนะล็อกเหล่านั้นควรเป็นอย่างไร พัลส์แอนะล็อกเองถูกสร้างขึ้นในเลเยอร์การประมวลผลแอนะล็อกของ QPU เลเยอร์ดิจิตอลยังส่งกลับผลการวัดของการคำนวณควอนตัมไปยังเลเยอร์การประมวลผลแบบคลาสสิกที่อยู่ด้านบน เพื่อให้สามารถรวมโซลูชันควอนตัมกับผลลัพธ์ที่คำนวณได้แบบคลาสสิก
ขณะนี้ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือเกทอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมภาคสนามสามารถจัดการงานเหล่านี้ได้ แต่เมื่อเพิ่มการแก้ไขข้อผิดพลาดลงในคอมพิวเตอร์ควอนตัม เลเยอร์การประมวลผลดิจิทัลจะต้องซับซ้อนมากขึ้น
ชั้นอนาล็อกประมวลผลสร้างชนิดต่างๆของสัญญาณที่ส่งไปยัง qubits หนึ่งชั้นด้านล่าง สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นขั้นตอนแรงดันไฟฟ้าและการกวาดและการระเบิดของพัลส์ไมโครเวฟซึ่งมีการปรับเฟสและแอมพลิจูดเพื่อดำเนินการดำเนินการ qubit ที่ต้องการ การดำเนินการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับ qubits ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างประตูลอจิกควอนตัมซึ่งใช้ในคอนเสิร์ตเพื่อดำเนินการคำนวณโดยรวมตามอัลกอริธึมควอนตัมเฉพาะที่กำลังรันอยู่
แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะสร้างสัญญาณดังกล่าวได้ไม่ยาก แต่ก็มีอุปสรรคสำคัญในการจัดการสัญญาณจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง ประการแรก สัญญาณที่ส่งไปยัง qubit ต่างๆ จะต้องซิงโครไนซ์ที่ช่วงเวลา picosecond และคุณต้องการวิธีถ่ายทอดสัญญาณต่างๆ เหล่านี้ไปยังคิวบิตต่างๆ นั่นเป็นสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่
ในระบบขนาดเล็กในปัจจุบัน ซึ่งมีเพียงไม่กี่โหล qubit แต่ละ qubit จะถูกปรับเป็นความถี่ที่ต่างกัน โดยคิดว่าเป็นเครื่องรับวิทยุที่ล็อกไว้ที่ช่องเดียว คุณสามารถเลือกว่าจะระบุ qubit ใดบนสายสัญญาณที่ใช้ร่วมกันได้โดยการส่งสัญญาณที่ความถี่พิเศษ ได้ผล แต่กลยุทธ์นี้ไม่ขยายขนาด คุณเห็นไหมว่าสัญญาณที่ส่งไปยัง qubit ต้องมีแบนด์วิดท์ที่เหมาะสม เช่น 10 เมกะเฮิรตซ์ และถ้าคอมพิวเตอร์มีหนึ่งล้าน qubits ระบบการส่งสัญญาณดังกล่าวจะต้องมีแบนด์วิดธ์ 10 เทราเฮิรตซ์ซึ่งแน่นอนว่าไม่สามารถทำได้ และไม่สามารถสร้างสายสัญญาณแยกกันเป็นล้านเส้นเพื่อให้คุณสามารถแนบหนึ่งสายกับแต่ละ qubit ได้โดยตรง
การแก้ปัญหาอาจจะเกี่ยวข้องกับการรวมกันของความถี่และมัลติเพล็กซ์เชิงพื้นที่ Qubits จะถูกประดิษฐ์ขึ้นเป็นกลุ่ม โดยแต่ละ qubit ในกลุ่มจะถูกปรับให้เป็นความถี่ที่แตกต่างกัน คอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยกลุ่มดังกล่าวจำนวนมาก ซึ่งทั้งหมดเชื่อมต่อกับเครือข่ายการสื่อสารแบบแอนะล็อกที่ช่วยให้สัญญาณที่สร้างขึ้นในเลเยอร์แอนะล็อกสามารถเชื่อมต่อกับชุดย่อยของกลุ่มที่เลือกเท่านั้น โดยการจัดความถี่ของสัญญาณและการเชื่อมต่อเครือข่ายอย่างถูกต้อง คุณสามารถจัดการกับ qubit ที่เป็นเป้าหมายหรือชุดของ qubits ได้โดยไม่กระทบกับส่วนอื่นๆ
วิธีการนั้นควรใช้งานได้ แต่มัลติเพล็กซ์นั้นมีค่าใช้จ่าย: ความไม่ถูกต้องในการควบคุม ยังคงต้องกำหนดว่าจะเอาชนะความไม่ถูกต้องดังกล่าวได้อย่างไร
ในระบบปัจจุบัน เลเยอร์การประมวลผลแบบดิจิทัลและแอนะล็อกทำงานที่อุณหภูมิห้องเป็นหลัก เฉพาะชั้นการประมวลผลควอนตัมที่อยู่ด้านล่างเท่านั้น ซึ่งเป็นชั้นที่มี qubits นั้นจะถูกเก็บไว้ใกล้อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ แต่เมื่อจำนวน qubits เพิ่มขึ้นในระบบในอนาคต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบขึ้นเป็นทั้งสามชั้นนี้ จะต้องถูกรวมเข้ากับชิปไครโอเจนิกที่บรรจุหีบห่อเพียงตัวเดียวอย่างไม่ต้องสงสัย

jumboslot

ปัจจุบัน บางบริษัทกำลังสร้างสิ่งที่คุณอาจเรียกว่าระบบพรีโปรโตไทป์ โดยอิงตาม qubits ตัวนำยิ่งยวดเป็นหลัก เครื่องเหล่านี้มี qubits สูงสุดสองสามโหล และสามารถดำเนินการควอนตัมที่สอดคล้องกันได้ตั้งแต่สิบถึงร้อยครั้ง บริษัท ใฝ่หาวิธีการนี้รวมถึงยักษ์ใหญ่เทคโนโลยีของ Google , ไอบีเอ็มและอินเทล
ด้วยการขยายจำนวนสายควบคุม วิศวกรสามารถขยายสถาปัตยกรรมปัจจุบันเป็นสองสามร้อย qubits แต่นั่นเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด และระยะเวลาสั้น ๆ ที่ qubits เหล่านี้ยังคงสอดคล้องกัน—วันนี้ประมาณ 50 ไมโครวินาที—จะจำกัดจำนวนของคำสั่งควอนตัมที่สามารถดำเนินการได้ก่อนที่จะใช้การคำนวณโดยข้อผิดพลาด
จากข้อจำกัดเหล่านี้ แอปพลิเคชันหลักที่ฉันคาดไว้สำหรับระบบที่มีคิวบิตเพียงไม่กี่ร้อยคิวจะเป็นตัวเร่งความเร็วสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป งานเฉพาะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานเร็วขึ้นจะถูกส่งจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไปยังคอมพิวเตอร์ควอนตัม จากนั้นผลลัพธ์จะถูกส่งกลับไปยังซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อดำเนินการต่อไป คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำหน้าที่เหมือนGPUในแล็ปท็อปของคุณ โดยทำงานเฉพาะบางอย่าง เช่น เมทริกซ์ผกผันหรือปรับเงื่อนไขเริ่มต้นให้เหมาะสม ซึ่งเร็วกว่า CPU เพียงอย่างเดียวมาก
ในระหว่างขั้นตอนถัดไปในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัม เลเยอร์แอปพลิเคชันจะสร้างได้ค่อนข้างตรงไปตรงมา เลเยอร์การประมวลผลดิจิทัลจะค่อนข้างง่ายเช่นกัน แต่การสร้างสามชั้นที่ประกอบขึ้นเป็น QPU นั้นค่อนข้างยุ่งยาก
เทคนิคการประดิษฐ์ในปัจจุบันไม่สามารถผลิต qubits ที่สม่ำเสมอได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้น qubits ที่ต่างกันจึงมีคุณสมบัติต่างกันเล็กน้อย ในทางกลับกันความหลากหลายนั้นต้องการเลเยอร์อะนาล็อกของ QPU เพื่อปรับให้เข้ากับ qubits เฉพาะที่ควบคุม ความจำเป็นในการปรับแต่งทำให้กระบวนการสร้าง QPU ยากต่อการปรับขนาด ความสม่ำเสมอมากขึ้นในการผลิต qubits จะขจัดความจำเป็นในการปรับแต่งสิ่งที่เกิดขึ้นในเลเยอร์อะนาล็อกและจะช่วยให้มีสัญญาณควบคุมและการวัดแบบมัลติเพล็กซ์
มัลติเพล็กซ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ qubits จำนวนมากที่นักวิจัยอาจจะเริ่มแนะนำใน 5 ถึง 10 ปีเพื่อให้พวกเขาสามารถเพิ่มการแก้ไขข้อผิดพลาดให้กับเครื่องของพวกเขา แนวคิดพื้นฐานเบื้องหลังการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นง่ายพอสมควร: แทนที่จะจัดเก็บข้อมูลใน qubit ทางกายภาพเดียว qubit ทางกายภาพหลายตัวจะรวมกันเป็น qubit เชิงตรรกะที่มีการแก้ไขข้อผิดพลาด
การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมสามารถแก้ปัญหาพื้นฐานของการถอดรหัสได้ แต่จะต้องใช้ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 100 ถึง 10,000 ฟิสิคัล qubits ต่อลอจิคัล qubit และนั่นไม่ใช่อุปสรรคเพียงอย่างเดียว การนำการแก้ไขข้อผิดพลาดไปใช้จะต้องมีการวนรอบป้อนกลับปริมาณงานสูงที่มีความหน่วงแฝงต่ำซึ่งครอบคลุม QPU ทั้งสามชั้น
ยังคงต้องดูว่า qubits ชนิดใดที่กำลังทดลองอยู่ในขณะนี้—วงจรตัวนำยิ่งยวด, สปิน qubits, ระบบโฟโตนิก, กับดักไอออน, ศูนย์ไนโตรเจนว่าง และอื่นๆ—จะพิสูจน์ให้เห็นว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างจำนวนมาก ของ qubits ที่จำเป็นสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด ไม่ว่าวิธีใดจะพิสูจน์ได้ดีที่สุด ความสำเร็จจะต้องใช้บรรจุภัณฑ์และควบคุม qubits นับล้านหากไม่มากไปกว่านี้

slot

ซึ่งนำเราไปสู่คำถามใหญ่: สามารถทำได้จริงหรือ? หลายล้านคิวบิตจะต้องถูกควบคุมโดยสัญญาณแอนะล็อกอย่างต่อเนื่อง นั่นเป็นเรื่องยาก แต่ก็ไม่มีทางเป็นไปได้ ฉันและนักวิจัยคนอื่นๆ ได้คำนวณว่าหากคุณภาพของอุปกรณ์สามารถปรับปรุงได้ด้วยลำดับความสำคัญเพียงเล็กน้อย สัญญาณควบคุมที่ใช้ในการแก้ไขข้อผิดพลาดอาจเป็นมัลติเพล็กซ์ และการออกแบบเลเยอร์แอนะล็อกจะตรงไปตรงมา โดยเลเยอร์ดิจิทัลจะจัดการรูปแบบมัลติเพล็กซ์ . QPU ในอนาคตเหล่านี้ไม่ต้องการการเชื่อมต่อดิจิทัลนับล้าน มีเพียงหลายร้อยหรือหลายพันเท่านั้น ซึ่งสามารถสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคปัจจุบันสำหรับการออกแบบและการผลิต IC

This entry was posted in Slot and tagged , , , , , , . Bookmark the permalink.