محاسبات کوانتومی دارای پتانسیل بسیار زیادی برای متحول کردن قدرت محاسباتی است و سرعت قابل توجهی را نسبت به سیستم های کلاسیک برای مشکلات خاص ارائه می دهد. با این حال، مانع عمده ای که مانع اجرای گسترده آن می شود، نویز ذاتی است که سیستم های کوانتومی را آزار می دهد. پردازنده‌های کوانتومی کنونی از دستیابی به مدارهای کوانتومی مقاوم به خطا که راه‌حل نهایی برای مبارزه با نویز در نظر گرفته می‌شوند، فاصله زیادی دارند.
در یک پیشرفت قابل توجه، تیمی از محققان آزمایشاتی را بر روی یک پردازنده 127 کیوبیتی انجام دادند و با موفقیت توانایی اندازه‌گیری مقادیر انتظاری دقیق برای حجم‌های مدار پیچیده را نشان دادند. این اندازه‌گیری‌ها از آنچه می‌توان از طریق محاسبات کلاسیک brute-force به دست آورد، پیشی گرفت. این پیشرفت حیاتی نشان‌دهنده کاربرد عملی محاسبات کوانتومی، حتی در غیاب تحمل کامل خطا است.چنین نتایج چشمگیری با پیشرفت قابل توجه در افزایش تکنیک‌های انسجام و کالیبراسیون برای پردازنده‌های ابررسانا ممکن شده‌است.
این تیم با موفقیت نویز را در دستگاه کوانتومی در مقیاس بزرگ کنترل و مشخص کرد و محققان توانستند با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده با خروجی های مدارهای کاملاً قابل تأیید، دقت نتایج خود را مشخص کنند.
این مطالعه نشان داد که رایانه کوانتومی در سناریوهایی با درهم تنیدگی قوی از تقریب‌های کلاسیک بهتر عمل می‌کند، جایی که روش‌های کلاسیک در ارائه راه‌حل‌های صحیح ناکام هستند. این پیشرفت نه تنها راه های جدیدی را برای کاربردهای کوانتومی باز می کند، بلکه محدودیت های بالقوه تکنیک های محاسباتی کلاسیک فعلی را نیز روشن می‌کند.
منبع
Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance” by Youngseok Kim, Andrew Eddins, Sajant Anand, Ken Xuan Wei, Ewout van den Berg, Sami Rosenblatt, Hasan Nayfeh, Yantao Wu, Michael Zaletel, Kristan Temme and Abhinav Kandala, 14 June 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06096-3
