Το ήσυχο πρόβλημα στην κβαντική υπολογιστική
Λοιπόν, να κάτι απίστευτο: οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν θεωρητικά να λύσουν προβλήματα που θα απαιτούσαν από τους συμβατικούς υπολογιστές χρόνο μεγαλύτερο από την ηλικία του σύμπαντος. Αλλά υπάρχει μια παγίδα — και είναι μεγάλη.
Αυτές οι μηχανές είναι απίστευτα εύθραυστες. Διαλύονται με την παραμικρή διαταραχή. Αναφερόμαστε σε κάτι τόσο λεπτό όσο η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή από το κινητό σας ή ακόμα και από σκόρνια ηλεκτρικά φορτία που αιωρούνται στο περιβάλλον.
Σκεφτείτε το σαν να προσπαθείτε να κάνετε μια τέλεια στάση με τα χέρια σε ένα ελαστικό τραμπολίνο, ενώ κάποιος σας ψιθυρίζει τυχαίους αριθμούς στο αυτί. Έτσι ακριβώς μοιάζει η κβαντική υπολογιστική από μέσα στη μηχανή.
Εισαγωγή του Qubit Υπερρευσού Ηλίου
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Surrey δημοσίευσαν πρόσφατα κάτι συναρπαστικό. Σχεδίασαν ένα εντελώς νέο είδος qubit — τη βασική μονάδα κβαντικής πληροφορίας — χρησιμοποιώντας κάτι που ονομάζεται υπερρευσό ήλιο-3.
Τώρα, το υπερρευσό ήλιο είναι ήδη αρκετά παράξενο. Είναι ήλιο ψυχόμενο κοντά στο απόλυτο μηδέν, όπου γίνεται ένα υγρό που μπορεί να ρέει χωρίς καμία τριβή. Αναρριχάται στους τοίχους, διαφεύγει από δοχεία και συμπεριφέρεται με τρόπους που κάνουν τους φυσικούς να ενθουσιάζονται.
Αλλά εδώ είναι το πραγματικά έξυπνο κομμάτι: αυτό το υπερρευσό ήλιο είναι ουδέτερο ως προς το φορτίο. Σε αντίθεση με τα qubit υπεραγώγιμα που χρησιμοποιούνται στις περισσότερες σύγχρονες κβαντικές υπολογιστικές μηχανές, δεν φέρει ηλεκτρικό φορτίο.
Ξέρετε πώς τα μαλλιά σας κολλάνε σε ένα μπαλόνι λόγω στατικού ηλεκτρισμού; Αυτό είναι ηλεκτρικό φορτίο που προκαλεί προβλήματα. Το ίδιο είδος παρεμβολής διαταράσσει συνεχώς τις σύγχρονες κβαντικές υπολογιστικές μηχανές. Χρησιμοποιώντας κάτι με μηδενικό φορτίο, η ομάδα του Surrey πιστεύει ότι ο σχεδιασμός τους μπορεί φυσικά να αποφύγει αυτά τα προβλήματα.
Ονομάζουν το δημιούργημά τους SHOQ device — που ειλικρινά ακούγεται σαν να πρέπει να είναι ένας υπερήρωας ή ένα ιδιαίτερα επιθετικό πρόγραμμα γυμναστικής. (Superfluid Helium Oscillator Quantum, αν σας ενδιαφέρει.)
Γιατί οι 100 φορές λιγότερο σφάλματα έχουν σημασία
Οι ερευνητές υπολόνισαν ότι ο σχεδιασμός τους θα μπορούσε να έχει ποσοστά σφαλμάτων περίπου 100 φορές χαμηλότερα από τα τρέχοντα qubit υπεραγώγιμα.
Ας το βάλουμε σε προοπτική. Φανταστείτε ότι προσπαθείτε να στείλετε ένα μήνυμα κειμένου, αλλά 1 από κάθε 100 χαρακτήρες αλλάζει τυχαία. Εξοφλητικό, σωστά; Τώρα φανταστείτε αν μόνο 1 σε κάθε 10.000 χαρακτήρες άλλαζε. Αυτή είναι η διαφορά.
Αυτό έχει τεράστια σημασία για την κλιμακωσιμότητα — την ικανότητα να κατασκευάζουμε μεγαλύτερους και πιο ισχυρούς κβαντικούς υπολογιστές. Αυτή τη στιγμή, η προσθήκη περισσότεων qubits σε ένα σύστημα καθιστά τον έλεγχο σφαλμάτων εκθετικά πιο δύσκολο. Είναι σαν να προσπαθείς να παίζεις ζονγκλέρ βάζοντας όλο και περισσότερες μπάλες· eventually, κάτι πέφτει.
Αν το SHOQ device