محاسبات کوانتومی سالها با پتانسیل عظیم ، اما همچنین با چالش های فنی بسیار خوبی ، زمینه تحقیق بوده است. حالا ، AWS گام مهمی برداشته است در توسعه خود با اعلامیه حلقه، یک تراشه کوانتومی جدید که برای کاهش اصلاح خطاها حتی در یک طراحی شده است 90 ٪ و به ساخت و ساز نزدیک شوید رایانه های کوانتومی عملی و مقیاس پذیربشر
این در عمل به چه معنی است؟ در اصل ، AWS به یکی از بزرگترین مشکلات محاسبات کوانتومی پرداخته است: بی ثباتی Qubits و مقدار زیادی از منابع مورد نیاز با تصحیح خطا. با تشکر حلقه، راه استفاده واقعی از رایانه های کوانتومی در کاربردهای تجاری و علمی به آنچه تصور می کنیم نزدیکتر است.
محاسبات کوانتومی وعده انقلابی در جهان می دهد ، اما هنوز هم قبل از اینکه واقعاً عملی شود ، با چالش های بزرگی روبرو می شود. یکی از بزرگترین موانع این است تصحیح خطا، یک کار بسیار پیچیده به دلیل شکنندگی Qubitsبشر
برای رفع این مشکل ، AWS توسعه یافته است حلقه، یک تراشه رایانه ای کوانتومی که از ابتدا طراحی شده است تا خطاها را با کارآمدتر از هر رویکرد فعلی دیگر کاهش دهد.
بیایید ببینیم چرا حساسیت شدید qubits و اصلاح خطاها بزرگترین چالش ها است محاسبات کوانتومی و چگونه اوللوت می تواند کلید غلبه بر آن باشدبشر
حساسیت شدید qubits
رایانه های کوانتومی با بیت های سنتی (0 و 1) کار نمی کنند ، اما با قاب، که می تواند در یک باشد با هم همپوشانی کردن از هر دو کشور در همان زمان. این به آنها یک مزیت باورنکردنی در محاسبات پیچیده می بخشد ، اما آنها را نیز فوق العاده می کند در برابر محیط زیست آسیب پذیر استبشر
چه چیزی بر QBIT ها تأثیر می گذارد؟
-
ارتعاشات مکانیکی (حرکات میکروسکوپی در سخت افزار).
-
تداخل الکترومغناطیسی (شبکه های Wi-Fi ، تلفن های همراه و غیره).
-
درجه حرارت (به دمای نزدیک نیاز دارد صفر مطلق).
-
پرتوهای کیهانی و تابش پس زمینه (حتی ذرات فضایی می توانند Qubits را تغییر دهند).
کوچکترین تغییر در محیط می تواند chitbit را ایجاد کند وضعیت کوانتومی خود را از دست دهید، معرفی خطاها در محاسبات.
برای حل این ، رایانه های کوانتومی استفاده می کنند تصحیح خطای کوانتومی، گروه بندی چندین فیزیکی در chbits منطق پایدارتربشر با این حال ، این روند است بسیار ناکارآمد، از آنجا که ممکن است شما نیاز داشته باشید ده ها یا صدها نفر از فیزیک فیزیکی برای ایجاد یک چبیت منطقی مفید واحدبشر
اینجاست که بازی می کند حلقهبشر
تصحیح خطا
یکی از بزرگترین موانع برای رایانه های کوانتومی بسیار مفید است Qubits بسیار حساس هستندبشر هرگونه تداخل ، چه نویز الکترومغناطیسی ، گرما و حتی اشعه کیهانی ، می تواند وضعیت کوانتومی آنها را ایجاد کند و در محاسبات خطایی ایجاد کند.
برای حل این موضوع ، رایانه های کوانتومی فعلی استفاده می کنند تصحیح خطای کوانتومی، فرایندی که چندین Qubits را تشکیل می دهد تا شکل بگیرد chbits منطق پایدارتربشر با این حال ، این روش است گران و پیچیده، از آنجا که فقط برای حفظ ثبات به مقدار زیادی از ubbits نیاز دارد.
اینجاست حلقه قوانین بازی را تغییر دهید. AWS معماری جدیدی را بر اساس ایجاد کرده است qubits gato، که انواع خاصی از خطاها را به طور طبیعی سرکوب می کند ، کاهش می یابد به شدت منابع لازم برای تصحیح خطاها.
-
تصحیح خطا یکپارچه از طراحی → بعداً یک تکه اضافه شده نیست ، بلکه بخش اصلی معماری است.
-
استفاده از گربه های گربه the تعداد Qubits لازم برای حفظ ثبات را کاهش دهید.
-
مقیاس پذیری → می توان با استفاده از فرآیندهای استاندارد صنعت میکروالکترونیک تولید کرد.
-
کاهش هزینه ubits کمتر برای همان قدرت به معنای محاسبات کوانتومی در دسترس تر است.
به گفته محققان AWS ، با این رویکرد فقط یک دهم منابع مورد نیاز است روشهای فعلی برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی عملی.
-
معماری: دو میکروچیپ سیلیکون متصل و الکتریکی متصل.
-
اندازه: هر تراشه تقریباً دارد 1 سانتی متر مربعبشر
-
مواد: ابررسانا بر اساس وابسته به برای بهبود عملکرد Qubits.
-
اجزای:
- 5 qubits gato (آنها اطلاعات کوانتومی را ذخیره می کنند).
- 5 مدار بافر (Qubits تثبیت می شود).
- 4 Qubits اضافی (خطاها را در Qubits Data تشخیص دهید).
-
چگونه گربه ها کار می کنند:
- آنها مبتنی بر نوسان سازهای ابررسانا هستند که تولید می کنند سیگنال های الکتریکی فوق العاده قابل استفادهبشر
- آنها خطاهای خاصی را به طور طبیعی سرکوب می کنند و محاسبات قابل اطمینان تر را انجام می دهند.
این تراشه نمایانگر a است پرش عالی به سمت آینده محاسبات کوانتومی ، هزینه ها و پیچیدگی سخت افزار را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
برای درک اینکه چگونه Ocelot اصلاح خطا را بهبود می بخشد ، بیایید یک کارخانه با یک سیستم کنترل کیفیت تصور کنیم.
-
تصحیح خطای سنتی → نیاز دارد 10 نقطه بازرسی برای تشخیص نقص.
-
خطا با olelot → شما فقط نیاز دارید 1 نقطه بازرسی برای به دست آوردن همان نتیجه.
به زبان ساده ، اولوت اجازه ساخت و ساز را می دهد رایانه های کوانتومی کوچکتر ، کارآمد و ارزان، تسریع در توسعه برنامه های عملی مانند:
-
کشف داروهای جدید.
-
ایجاد مواد پیشرفته.
-
پیش بینی خطرات مالی.
-
تدارکات و بهینه سازی برنامه ریزی.
به اخبار کامل در اینجا دسترسی پیدا کنید.
اگر می خواهید با محاسبات کوانتومی آزمایش کنید ، AWS BRAKET این سرویس ایده آل است. براکت امکان دسترسی به سخت افزار و شبیه سازهای کوانتومی واقعی نیازی به داشتن آزمایشگاه تخصصی نیست.
در اینجا نمونه عملی نحوه شبیه سازی یک مدار کوانتومی در Braket AWS با استفاده از پایتون:
1⃣ Braket SDK آمازون را نصب کنید
pip install amazon-braket-sdk
2 یک مدار کوانتومی ساده ایجاد کنید
from braket.circuits import Circuit
circuit = Circuit().h(0).cnot(0, 1)
print(circuit)
این مدار اعمال می شود Puerta Hadamard (H) به qbit اول و a ساق پا بین این دو qubits ، ایجاد یک حالت در هم تنیده.
3⃣ مدار را در یک شبیه ساز اجرا کنید
from braket.devices import LocalSimulator
simulator = LocalSimulator()
result = simulator.run(circuit, shots=1000).result()
print(result.measurement_counts)
این به ما اجازه می دهد تا قبل از تلاش در یک نتایج شبیه سازی را بدست آوریم کامپیوتر کوانتومی واقعیبشر
راه اندازی OLOT یک نقطه عطف در محاسبات کوانتومی است و به آینده ای نزدیک می شود که این سیستم ها می توانند مشکلات غیرممکن را برای رایانه های کلاسیک حل کنند.
AWS همچنان در مورد محاسبات کوانتومی به شدت شرط بندی می کند و اگرچه ما هنوز در مراحل اولیه هستیم ، ابزارهایی مانند Braket در حال حاضر به توسعه دهندگان و دانشمندان اجازه می دهد تا با این فناوری آزمایش کنند.
آیا فکر می کنید محاسبات کوانتومی در سالهای آینده صنعت را تغییر می دهد؟ نظر خود را در نظرات برای من بگذارید! 👇🏻
