خلاصه خبر:
شرکتInfleqtion با ثبت رکورد جدید در صنعت برای فیدلیتی گیت به نقطه عطف قابل توجهی در این زمینه دست یافت. آنها با استفاده از پلتفرم محاسبات کوانتومی اتم خنثی Sqorpius خود، به گیت Controlled-Z با فیدلیتی 98.8%±0.2% رسیدند که از معیارهای قبلی پیشی گرفت. رویکرد Infleqtion از اتم‌های با فاصله نزدیک و پرتوهای لیزری با آدرس جداگانه برای اجرای گیت‌های درهم‌تنیده، همراه با یک فرآیند اندازه‌گیری غیر مخرب برای تشخیص خطاهای از نوع نشت استفاده میکند. به کمک post-selection، فیدلیتی CZ به 0.2±99.5% میرسد. این شرکت قصد دارد تا پایان سال از طریق ارتقاء سیستم و بهبود پروتکل گیت، به این فیدلیتی بدون post-selection دست یابد. این پیشرفت درها را برای اجرای مقیاس بزرگ الگوریتم های کوانتومی، مدارهایی با خطای تصحیح شده و شبیه سازی های دیجیتالی باز میکند.
توضیحات تکمیلی:
Infleqtion، یک شرکت تجاری پیشرو در محاسبات کوانتومی، به یک نقطه عطف پیشگامانه در زمینه محاسبات کوانتومی دست یافته است. این شرکت با پلتفرم محاسباتی کوانتومی اتم خنثی Sqorpius خود رکورد جدیدی در صنعت برای درهم تنیدگی گیت به ثبت رسانده است. اندازه گیری اخیر فیدیلیتی گیت Controlled-Z (CZ) به 0.2±98.8% رسید که از معیارهای قبلی در صنعت پیشی گرفت.
دستاورد Infleqtion مبتنی بر رویکرد بسیار مقیاس پذیر و کارآمد آنها، استفاده از اتم های نزدیک به هم و پرتوهای لیزری با آدرس جداگانه برای اجرای گیت های درهم تنیده است. روش این شرکت شامل یک نسخه سبک از معیارهای تصادفی گیت 2 کیوبیتی است که اندازه گیری دقیق فیدلیتی را امکان پذیر می کند. نکته قابل توجه این است که ، رویکرد Infleqtion همچنین شامل یک فرآیند اندازه‌گیری غیر مخرب است که خطاهای از نوع نشت یا leakage را شناسایی و برطرف میکند، که منجر به فیدیلیتی CZ به میزان 0.2±99.5٪ در هنگام اجرای "post-selection" می‌شود.
این افزایش قابل توجه در فیدلیتی با نقشه راه Sqorpius Infleqtion مطابقت دارد که هدف آن دستیابی به فیدلیتی CZ به میزان 99.5٪ بدون "post-selection" تا پایان سال است. این شرکت قصد دارد این کار را از طریق ترکیبی از ارتقاء سیستم و بهبود پروتکل گیت انجام دهد.
این پیشرفت نویدبخش بسیار زیادی برای حوزه پردازش اطلاعات کوانتومی است، زیرا توانایی انجام عملیات کوانتومی درهم تنیده با نرخ خطای بسیار پایین را بر روی یک پلت فرم مقیاس پذیر نشان می دهد. سیستم آرایه اتم خنثی Infleqtion امکان کنترل منسجم بر صدها کیوبیت را فراهم میکند و اتصال گیتی را در یک معماری با قابلیت تنظیم مجدد پویا ارائه می‌دهد.
محققان Infleqtion با موفقیت خطاهای درهم‌تنیدگی عملیات را که از طریق تعاملات Rydberg انجام می‌شود، کاهش داده‌اند. با استفاده از گیت‌های سریع و تک پالس مبتنی بر کنترل بهینه، بهره‌برداری از حالت‌های تاریک اتمی برای کاهش پراکندگی یا scattering، و ایجاد پیشرفت‌هایی در تحریک Rydberg و خنک‌سازی اتمی، آنها به گیت‌های درهم‌تنیده‌ی دو کیوبیتی با فیدلیتی 99.5 درصد روی حداکثر 60 اتم به صورت موازی دست یافتند. این از آستانه تصحیح خطا که توسط چارچوب کد سطحی تعریف شده است، فراتر می رود.
این تیم از روش‌های مختلفی برای ارزیابی فیدلیتی، شناسایی منابع خطای فیزیکی و تشریح پیشرفت‌های آینده استفاده کرد. آنها همچنین روش خود را برای طراحی گیت‌های سه کیوبیتی با خطای کم گسترش دادند و پتانسیل اجرای مقیاس بزرگ‌تر الگوریتم‌های کوانتومی، مدارهای با خطای تصحیح شده و شبیه‌سازی دیجیتال را نشان دادند.
دستاورد Infleqtion نشان‌دهنده گامی مهم در جهت تحقق پتانسیل محاسبات کوانتومی، ارائه دقت بیشتر و هموار کردن راه برای کاربردهای عملی در زمینه‌های مختلف، از جمله شیمی محاسباتی، بهینه‌سازی و رمزنگاری است.
منبع
Evered, S.J., Bluvstein, D., Kalinowski, M. et al. High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer. Nature 622, 268–272 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06481-y
