Inferenzwellen auf einer digitalen Infrastruktur. peterschreiber.media / iStock
Quantum Computing ist auf einen Rechenfehler gestoßen.
Aus diesem Grund hat ein Forschungsteam neue Techniken zur effektiven Steuerung der Bausteine des Quantencomputings beschrieben und einen wesentlichen Schritt in Richtung einer praktikablen Möglichkeit gemacht, Computer in Maschinen mit Genauigkeit und Nützlichkeit der nächsten Generation zu verwandeln, gemäß eine aktuelle Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurdeNatur.
Und wenn ein zuverlässiges Quantencomputersystem Realität wird, könnte es unter anderem die moderne Medizin revolutionieren.
Quantum Computing-Logikgatter erleiden frühe Fehler
Die Physiker David Wineland und David Allcock sind die Gründer des neuartigen Oregon Ions Laboratory, das kürzlich im Keller der Williamette Hall an der University of Oregon gegründet wurde. Es gibt 10 weitere Autoren des neuen Papiers, dessen Ergebnisse auf einem durchgeführten Experiment basierenam National Institute for Standards of Technology in Boulder, Colorado. Sowohl Wineland als auch Allcock haben im Labor in Colorado gearbeitet und haben ihre Arbeit an seinem Projekt seit ihrer Ankunft an der UO im Jahr 2018 fortgesetztauch Qubits genannt in Quantencomputing und Simulationen. Die Arbeit mit diesen könnte bedeutende Verbesserungen im Betrieb von Quantencomputern vorwegnehmen, die zum Zeitpunkt des Schreibens noch viel zu unzuverlässig sind, um als effektive Werkzeuge zu dienen, so eine Pressemitteilung zur Studie.
Anders ausgedrückt, Quantencomputer haben einen Fehler, von dem Wissenschaftler vermuten, dass er nicht der Technologie innewohnt. Aber vorerst die logischen Gatter von Quantencomputern, die die grundlegenden logischen Funktionen beim Rechnen ausführen, "sind wirklich schlecht", sagte Allcock in der Pressemitteilung. "Sie scheitern etwa 1 Prozent der Zeit. Sie können etwa 100 Operationen ausführen, dann erhalten Sie Müllheraus." Tatsächlich ist das gesamte experimentelle Feld des Quantencomputings durch diese Fehler begrenzt, was bedeutet, dass "wir auf unseren Maschinen keine langwierigen Berechnungen oder Simulationen von praktischem Wert durchführen können", sagte Wineland in der PressemitteilungDie Technologie besteht darin, die Logikgatter für 10.000 Operationen ohne Fehler zu machen und dann Schichten von Sicherungsüberprüfungen hinzuzufügen, um die Probleme zu beheben, wenn sie auftreten.
Quantencomputersysteme könnten Methoden zur Medikamentenentwicklung verbessern
"Wir wollen zu diesem Punkt kommen", sagte Allcock. "Dann können Sie Quantencomputer für etwas Nützliches verwenden. Im Moment sind sie nur Spielzeug." Wineland vergleicht gefangene Ionen mit einer Schüssel mit Murmeln mit magnetischen Eigenschaften. Physiker könnenMan manipuliere die Ionen mit unterschiedlichen Methoden, darunter auch mit Lasern, erklärte Allcock, aber Laser seien hochentwickelt, komplex und teuer, was logische Gatter zu einer kostengünstigeren und auch praktischeren Alternative macht, da sie mit integrierten Schaltkreisen hergestellt werden können.„Wir haben hier gezeigt, dass diese Techniken so gut funktionieren, wie es jeder zuvor mit Logikgattern getan hat“, sagte Allcock.
BeideIBM und Google haben Armeen aufgestellt von Ingenieuren, um Probleme wie dieses zu lösen. Währenddessen umgehen Akademiker einige Probleme, um bessere, grundlegendere Techniken zu finden, um die Probleme zu umgehen. „Wir haben gezeigt, dass Sie es technisch einfacher machen können“, sagte AllcockIngenieure und Physiker können Quantencomputer mit der Zuverlässigkeit schmieden, die für Berechnungen mit hoher Kapazität erforderlich ist, sie könnten andere Systeme simulieren, wie das Verhalten eines Moleküls, das für neue Arzneimitteltherapien vorgeschlagen wird.ein neues Medikament synthetisierenaus dem Entwicklungsprozess der Arzneimittelforschung. "Es gibt einige sehr praktische, nützliche Ergebnisse", sagte Wineland über das Potenzial von Quantencomputern. "Wir kratzen nur an der Oberfläche."