Google kvant hesablamada irəliləyiş əldə etdi: səhv nisbətini 40 dəfə azaltdı, əsas resurs boğazını aşdı

Bu irəliləyiş uğurla genişləndirilərsə, səhv tolerant kvant sistemlərinin qurulması üçün tələb olunan avadanlıq miqyasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq və kvant hesablamanın kommersiyalaşması üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edəcək.

Müəllif: Yang Chen, Wall Street Journal

Google kvant AI komandası kvant hesablamada mühüm irəliləyiş əldə edib, praktik kvant sistemlərinin qurulması üçün tələb olunan avadanlıq xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağı ümid edir.

Müvafiq tədqiqat cümə axşamı "Science" jurnalında dərc edilib. Google, Willow prosessorunda "magic state cultivation" (maji vəziyyətin yetişdirilməsi) adlanan bir texnologiyanı təsdiqləyib, kvant səhv nisbətini təxminən 40 dəfə azaldıb, T vəziyyəti məntiqi doğruluğu 99.99% -ə çatıb. Bu, indiyə qədər bu sahədəki ən yüksək rekorddur.

Maji vəziyyətin istehsalı uzun müddətdir ki, kvant hesablamanın miqyasını artırmağın əsas boğazı kimi qəbul edilir - təxminən 95% kvant kompüterinin hesablama gücünün maji vəziyyətin istehsalına həsr edilməsi lazım olduğu düşünülür, həqiqi hesablamalar üçün resurslar son dərəcə məhduddur.

Bu irəliləyiş uğurla genişləndirilərsə, səhv tolerant kvant sistemlərinin qurulması üçün tələb olunan avadanlıq miqyasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq və kvant hesablamanın kommersiyalaşma yolunda mühüm əhəmiyyət kəsb edəcək.

Google eyni zamanda, bu texnologiyanın daha geniş miqyasda təsdiqlənməsinin lazım olduğunu, praktik kvant hesablamaya hələ də xeyli məsafə olduğunu bildirib.

Məqalə yayımlandığı zaman, Google-in səhmləri cümə axşamı 0.24% artıb.

Maji vəziyyət: kvant hesablamanın resurs qara dəliyi

Maji vəziyyət "universal" kvant hesablamanın əsas elementidir. Kvant prosessoru klassik kompüterlərdən daha mürəkkəb hesablamalar yerinə yetirmək üçün lazım olan kvant əməliyyatları dəstini istehsal etmək üçün maji vəziyyətə etibar etməlidir. Lakin, maji vəziyyət istifadə edildikdən sonra təkrar istifadə edilə bilmir, bu da onu nadir resurs halına gətirir.

Daha böyük çətinlik istehsal xərclərindədir. Bəzi tədqiqatlar göstərir ki, kvant kompüterləri toplam gücünün 95%-ni maji vəziyyət istehsalına həsr etməli ola bilər, faktiki hesablamalar üçün resurslar son dərəcə azdır.

Bu boğaz 2004-cü ildən tədqiqatçılar tərəfindən proqnozlaşdırılıb, son iki onillikdə akademik mühit maji vəziyyət istehsal xərclərini azaltmağın yollarını araşdırmağa davam edib, lakin irəliləyiş yavaş olub.

Maji vəziyyətin yetişdirilməsi planı təqdim edildi, resurs səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artırıldı

2024-cü ildə Google kvant AI tədqiqatçıları Craig Gidney, Noah Shutty və Cody Jones mövcud ədəbiyyat əsasında maji vəziyyətin yetişdirilməsi planını təqdim etdilər.

Onların əsas fikri maji vəziyyət istehsal prosesini bir filtr mexanizmi kimi dizayn etməkdir: səs-küy olan kvant vəziyyətini çipin kiçik bir sahəsinə daxil etmək, sonra bir sıra yüksək koordinasiyalı ölçmə əməliyyatları ilə qüsurlu cəhdləri aşkar edib aradan qaldırmaq, beləliklə yüksək təmizliyə, aşağı səhv nisbətinə malik kvant vəziyyətini "yetişdirmək" və eyni zamanda daha böyük miqyasda istifadə edilə bilən formaya kodlaşdırmaqdır.

Lakin, nəzəriyyədən avadanlıq reallaşmasına keçid asan olmayıb. Tədqiqatçı Emma Rosenfeld ilkin testlərdə "fizika qanunlarına zidd görünən" məlumatlar əldə edib.

Bir neçə ay araşdırmadan sonra, komanda problemin kökünün ölçmə standart texnologiyasındakı bir səhv fərziyyə olduğunu aşkar etdi - laboratoriyadakı elektrik avadanlıqlarının sürüşməsi və temperatur dəyişiklikləri standart testlərin effektivliyini pozub.

Buna görə, komanda yalnız sistemə səs-küy təsirini azaltmaq üçün əlavə nəzarət əlavə etməklə qalmayıb, həm də yetişdirmə prosesini öz-özünə kalibrləmə aləti kimi istifadə etmək üçün yeni bir standart test texnologiyası icad edib.

Doğruluq və səhv nisbətləri rekordları yeniləndi

Willow prosessorunda, yuxarıda qeyd olunan plan, yetişdirilməmiş kvant vəziyyətinə nisbətən təxminən 40 dəfə səhv nisbətinin azalmasını, T vəziyyəti məntiqi doğruluğunun 99.99%-ə çatmasını təmin etdi, bu sahədəki rekordu yenilədi.

Google komandası, yetişdirilmiş maji vəziyyətinin iki fərqli kvant düzəldici planı arasında problemsiz köçürülə biləcəyini təsdiqləyən başqa bir mühüm nümayiş də tamamlayıb - konkret olaraq, kvant vəziyyətini -3 məsafə kodundan (color code, yetişdirmə əməliyyatları üçün daha yeni düzəldici metod) -5 səth koduna (surface code, daha yetkin düzəldici metod) köçürmək.

Bu "birləşmə" əməliyyatı, təmizlənmiş kvant vəziyyətinin avadanlıq daxilində sabit yaşaya biləcəyini və problemsiz köçürülə biləcəyini sübut edir, bu da maji vəziyyətin yetişdirilməsi texnologiyasının Google-un mövcud kvant hesablaması arxitekturasına daxil edilməsini asanlaşdırır.

Bütün bu irəliləyişlərə baxmayaraq, Google açıq şəkildə bildirir ki, maji vəziyyətin yetişdirilməsi texnologiyası hələ də daha geniş miqyasda təsdiqlənməlidir ki, real kvant hesablaması tapşırıqlarında tətbiq oluna bilsin, hələ də bir çox texniki çətinliklər mövcuddur.

Bu məzmun yalnız ümumi məlumat məqsədilə təqdim olunur və maliyyə, investisiya, hüquqi və ya vergi məsləhəti hesab edilməməlidir. Burada qeyd olunan hər hansı tədbir, mükafat, onlayn kampaniya və ya əlaqəli məlumat hər hansı kriptoaktivin alınması, satılması, treydinqi və ya digər əməliyyatların aparılması üçün tövsiyə, təşviq və ya dəvət kimi qiymətləndirilməməlidir. Kriptoaktivlər yüksək dəyişkənliyə malikdir və maliyyə itkisinə səbəb ola bilər. WEEX-in xidmətləri, məhsulları və əlaqəli tədbirlərinin əlçatanlığı regiondan asılı olaraq dəyişə bilər. İştirakınızın yerli qanunvericilik və tənzimləyici tələblərə uyğun olmasını təmin etmək sizin məsuliyyətinizdir.