양자 컴퓨팅은 대단한 약속이지만, 그 기본 프로세스는 섬세하고 오류가 발생하기 쉽습니다.
양자 컴퓨팅의 오류는 새로운 기술의 잠재력을 제한했습니다. 그러나 호주 시드니 대학 (Sydney University of Sydney)의 연구원은이 버그를 잡는 새로운 코드를 시연했습니다.
양자 컴퓨팅 의 약속 된 힘 은 모든 가능한 상태의 혼합 또는 중첩으로 존재하는 양자 시스템의 근본적인 본질에 있습니다.
전통적인 컴퓨터는 1 또는 0 (또는 켜기 또는 끄기) 일 수있는 일련의 "비트"를 처리합니다. "큐빗 (qubit)"이라고 불리는 양자 등가물은 1과 0으로 동시에 존재할 수 있으며 함께 "해결"될 수 있습니다.
이 중 하나의 결과는 컴퓨팅 성능의 기하 급수적 인 증가입니다. 전통적인 컴퓨터 중앙 처리 장치는 64 비트 아키텍처를 기반으로합니다. 등가 크기의 양자 단위는 동시에 1 천 8 백만개의 상태 또는 계산을 나타낼 수 있습니다.
큐 비트 전력 컴퓨팅의 기하 급수적 인 성장을 실현하려는 도전은 양자 상태가 깨지기 쉽고 주변의 세계에서 발생하는 전기적 '잡음'에 노출 될 때 오류가 발생하거나 축소되는 경향이 있다는 것입니다. 이러한 버그가 소프트웨어에 잡힐 수있는 경우 기본 하드웨어를 계산에 훨씬 유용하게 만듭니다.
"실제 양자 기계에서 이론적으로 양자 논리 게이트에 대한 약속 된 이점이 실현 된 것은 이번이 처음"이라고 Physical Review Letters 저널에 실린 새로운 논문 의 수석 저자 인 Robin Harper는 말합니다 .
Harper와 그의 동료 Steven Flammia는 회사의 IBM Q 이니셔티브를 통해 제공되는 기술력이 뛰어난 IBM의 양자 컴퓨터 중 하나에 코드를 구현했습니다 . 그 결과 오류율이 몇 배 감소했습니다.
이 테스트는 양자 논리 게이트, 모든 양자 컴퓨터의 빌딩 블록 및 고전 논리 게이트와 동등하게 수행되었습니다.
"현재의 장치는 큐 비트간에 제한된 상호 연결성으로 너무 작아서 의미있는 계산을 허용하기에는 너무 시끄 럽습니다."라고 Harper는 말합니다.
"그러나 양자 코드를 사용하여 오류를 찾아 내고 잠재적으로 수정할 수있는 것과 같은 주요 개념을 증명할 수있는 테스트 베드 역할을하기에 충분합니다."
일상적인 장치는 오류없이 수십 년 동안 작동 할 수있는 전자 장치를 가지고 있지만, 양자 시스템은 부팅 후 몇 초만에 오류가 발생할 수 있습니다.
단순한 로직 게이트에서 대형 컴퓨팅 시스템으로 확장하는 데있어 그 기간을 개선하는 것이 중요한 단계입니다.
이 팀의 코드는 IBM 시스템의 오류율을 5.8 %에서 0.60 %로 떨어 뜨릴 수있었습니다.
"이것을 관찰하는 한 가지 방법은 엔트로피 개념을 이용하는 것입니다."라고 Flammia가 설명합니다.
"모든 시스템은 장애를 일으키는 경향이 있습니다. 종래의 컴퓨터에서, 시스템은 쉽게 리프레시되어, 엔트로피를 효과적으로 시스템 밖으로 버려서, 정돈 된 계산을 가능하게한다.
"양자 시스템에서는 엔트로피 퇴치를위한 효과적인 리셋 방법이 엔지니어에게 훨씬 더 어렵습니다. 우리가 사용하는 코드는이 엔트로피를 시스템에서 덤프하는 한 가지 방법입니다. "
IBM, Google, Rigetti 및 IonQ와 같은 회사는 양자 연구자가 작고 잡음이 많은이 기계에서 이론적 인 접근법을 테스트하기 시작했습니다.
"이 실험은 양자 코드를 사용하는 논리 게이트의 작동에서 오류를 감지하는 이론적 능력이 현재의 장치에서 유리하다는 첫 번째 확인으로 대규모 양자 컴퓨터를 구축하려는 목표를 향한 중요한 단계입니다"라고 Harper는 말합니다.
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