Գիտնականները էկզոտիկ անիոններով ստացել են ունիվերսալ քվանտային վենտիլներ

Գիտնականները հասել են քվանտային վենտիլների ունիվերսալ հավաքածուի ստեղծմանը՝ իրական քվանտային պրոցեսորի վրա հյուսելով և միաձուլելով ոչ աբելյան անիոններ կոչվող էկզոտիկ քվազիմասնիկները. արդյունքները հուլիսի 15-ին հրապարակվել են Nature ամսագրում: Quantinuum-ի 54 կուբիտանոց H2 թակարդված իոններով պրոցեսորի վրա իրականացված փորձը նոր ուղի է բացում դեպի սխալադիմացկուն քվանտային համակարգիչներ, որոնք ի սկզբանե պաշտպանված են սխալներից:bioengineer+1

Տոպոլոգիական հաշվարկների պակասող բաղադրիչը

Տոպոլոգիական քվանտային հաշվարկները վաղուց խոստանում էին քվանտային տեղեկատվությունը պաշտպանել տեղային աղմուկից, որը խանգարում է ընթացիկ մեքենաներին՝ տվյալները կոդավորելով նյութի էկզոտիկ վիճակների գլոբալ հատկություններում, այլ ոչ թե խոցելի առանձին կուբիտներում: Ամենապարզ ոչ աբելյան ֆազերի համար, սակայն, հայտնի էր, որ միայն անիոնների հյուսումը բավարար չէ ունիվերսալ հաշվարկների համար, որոշ վենտիլներ մնում էին անհասանելի:scienmag+1

Նոր հետազոտությունը, որը ղեկավարել է Չիու Ֆան Բոուեն Լոն Հարվարդի համալսարանից՝ Quantinuum-ի, Չիկագոյի համալսարանի և այլ հաստատությունների գործընկերների հետ միասին, լրացնում է այդ բացը: Նրանք անիոնների միաձուլումը՝ երկու անիոնների միավորումը և արդյունքի ընթերցումը, դիտարկում են որպես ակտիվ հաշվարկային քայլ, այլ ոչ թե պասիվ հատկություն: «Մենք ցուցադրեցինք վենտիլների ունիվերսալ հավաքածու», ասել է Ռուբեն Վերեսենը Չիկագոյի համալսարանից՝ պարզաբանելով, որ տեղեկատվության պահպանումը քվարկանման ի հայտ եկող ազատության աստիճաններում և դրանց ղեկավարումը «հնարավորություն է տալիս իրականացնել ըստ էության ցանկացած քվանտային հաշվարկ»:arxiv+1

Տոպոլոգիական համակարգչի ստեղծումը իրական սարքավորման վրա

Թիմը պատրաստել է տոպոլոգիապես կարգավորված ալիքային ֆունկցիա՝ հիմնված S3-ի քվանտային կրկնապատկման (ամենափոքր ոչ աբելյան խումբը) վրա H2 պրոցեսորի 54 կուբիտներում: Նրանք կոդավորել են տրամաբանական կուտրիտներ (երեք մակարդակով քվանտային միավորներ) ոչ աբելյան հոսքային անիոնների ոչ տեղային միաձուլման տարածությունում: Այս անիոնների հյուսումը առաջացրել է խճճող գործողություններ, մինչդեռ միաձուլումը տվել է չափման առանձին գործողություններ. միասին վերցրած՝ այս պրիմիտիվները սկզբունքորեն կարող են սինթեզել ցանկացած քվանտային ձևափոխություն:quantumzeitgeist+3

Մոտեցումը հաստատելու համար հետազոտողները տոպոլոգիապես նախապատրաստել են «մոգական վիճակ», որը սխալադիմացկուն քվանտային հաշվարկների սխեմաների համար անհրաժեշտ ռեսուրս է: Նրանք նաև ցուցադրել են մեկ ոչ աբելյան անիոնի որսումը տորի վրա, ինչը վկայում է ունիվերսալության հիմքում ընկած ցիկլիկ միաձուլման կանոնների մասին:inspirehep+2

Տեսությունից դեպի մասշտաբայնություն

Այս արդյունքը հիմնված է Quantinuum-ի նախկին ձեռքբերումների վրա, ներառյալ 2023 թվականին H2-ի վրա ոչ աբելյան անիոնների առաջին ստեղծումն ու ղեկավարումը, որը հետագայում հրապարակվեց Nature-ում 2024 թվականին: Նոր հոդվածն ավելի հեռուն է գնում՝ ցույց տալով, որ նվազագույն ոչ աբելյան տոպոլոգիական կարգերը կարող են լինել և՛ արդյունավետ նախապատրաստվող, և՛ հաշվարկայնորեն ունիվերսալ, մի զուգորդում, որը սարքավորումների վրա մինչ այդ ցուցադրված չէր:pubmed.ncbi.nlm.nih+3

Սահմանափակումները պահպանվում են. կուբիտների քանակը և կոհերենտության ժամանակը դեռևս սահմանափակում են հասանելի տոպոլոգիական վիճակների մասշտաբը: Ապագա աշխատանքը կենտրոնանալու է համակարգերի չափսերի մեծացման վրա՝ տրամաբանական սխալների մեխանիզմներն ու ապակոդավորման ռազմավարությունները ուսումնասիրելու համար: Այնուամենայնիվ, այս ցուցադրությունը վերաձևակերպում է այն, ինչ անհրաժեշտ է ունիվերսալ տոպոլոգիական քվանտային հաշվարկների համար՝ ոչ միայն անիոնների ավելի հարուստ վիճակագրություն, այլև վերահսկվող միաձուլում իրական սարքերի վրա:quantumzeitgeist