خلاصه خبر
نقشه راه Riverlane طرح بلندپروازانه آنها برای پیشبرد محاسبات کوانتومی به سمت تحمل خطا را مشخص می کند. هدف این صنعت دستیابی به محاسبات کوانتومی کاملاً مقاوم در برابر خطا تا سال 2035 است که توسط متریک TeraQuOp (یک تریلیون عملیات کوانتومی قابل اعتماد) تعریف شده است. یک مرحله میانی مهم رسیدن به MegaQuOp (یک میلیون عملیات کوانتومی قابل اعتماد) تا سال 2026 با استک Deltaflow Mega QEC آنها است. پیشرفت‌های اخیر در تصحیح خطای کوانتومی، خوش‌بینی ها را تقویت کرده است. Deltaflow انتقال از ماشین های کوانتومی نویزداز به سیستم هایی با خطای تصحیح شده را تسهیل میکند و از عملیات پیچیده و رمزگشایی آنی پشتیبانی می کند. دستیابی به MegaQuOp برای پیشرفت به سمت سیستم‌های TeraQuOp، باز کردن قفل برنامه‌های علمی و مهندسی متعدد و فراهم کردن زمینه برای محاسبات کوانتومی جهان شمول ضروری است.
توضیحات تکمیلی:
Riverlane نقشه راه جدیدی منتشر کرده است که برنامه های جاه طلبانه این شرکت را برای پیشبرد محاسبات کوانتومی به سمت تحمل خطا ترسیم می کند. صنعت محاسبات کوانتومی در حال حاضر نوآوری و سرمایه گذاری سریعی را تجربه می کند، که به واسطه گذار از کامپیوترهای کوانتومی نویزدار در مقیاس متوسط (NISQ) به رایانه هایی که از فناوری تصحیح خطا استفاده می کنند، هدایت می شود.
تلاش‌های جمعی جامعه بر هدف دستیابی به محاسبات کوانتومی کاملاً بدون خطا تا سال 2035 متمرکز شده است، که با معیار TeraQuOp تعریف می‌شود و به معنای یک تریلیون عملیات کوانتومی قابل اعتماد است. انتظار می‌رود که دستیابی به TeraQuOp برنامه‌های کاربردی متعددی را در زمینه‌های مختلف علمی و مهندسی باز کند و عصر جدیدی از پیشرفت بشر را آغاز کند.
یک مرحله میانی حیاتی توسعه کامپیوترهای کوانتومی MegaQuOp است که قادر به انجام یک میلیون عملیات کوانتومی قابل اعتماد می‌باشند. اگرچه این فوراً ارزش اقتصادی پیش‌بینی شده ۱ تریلیون دلاری از محاسبات کوانتومی را باز نمی‌کند، دستیابی به MegaQuOp برای پیشرفت به سوی سیستم‌های Giga و TeraQuOp ضروری است. شرکت Riverlane قصد دارد اولین نمونه اولیه از مجموعه تصحیح خطای کوانتومی (QEC) در مقیاس MegaQuOp را تا پایان سال ۲۰۲۶، با نام Deltaflow Mega، بسازد که شامل نسخه‌های میانی سالانه خواهد بود.
پیشرفت‌های اخیر در تصحیح خطای کوانتومی، از جمله دستاوردهای موسساتی مانند Quantinuum، ETH Zürich و خود Riverlane، امیدواری را افزایش داده است. این پیشرفت‌ها عمر کیوبیت‌های منطقی را افزایش داده و کنترل دقیق بر مجموعه‌های کوچک کیوبیت‌ها را نشان داده‌اند. با این حال، ادغام فرآیندهای رمزگشایی بلادرنگ سریع و مقیاس‌پذیر هنوز یک چالش باقی مانده است. Riverlane به‌تازگی مشکل رمزگشایی سریع را حل کرده و الزامات سرعت مگاهرتز برای سریع‌ترین نوع کیوبیت‌ها را برآورده کرده است.
MegaQuOp، به عنوان حاصلضرب تعداد کیوبیت‌های منطقی (N) و عمق عملیات منطقی (D) تعریف می‌شود و به عنوان یک شاخص برای پیچیدگی الگوریتم کوانتومی و معیاری برای قدرت یک کامپیوتر کوانتومی عمل میکند. دستیابی به MegaQuOp نیازمند پشتیبانی از هزاران تا ده‌ها هزار کیوبیت فیزیکی خواهد بود.
در نقشه راه Deltaflow شرکت Riverlane انتقال از ماشین‌های کوانتومی دارای نویز در مقیاس کوچک به کامپیوترهای کوانتومی اصلاح‌شده با خطا را تسهیل میکند. Deltaflow 2 که در سال 2025 انتظار می رود، کیوبیت های منطقی را به طور نامحدود حفظ می کند و از حافظه کوانتومی جریانی پشتیبانی می کند. Deltaflow 3 از منطق استریم با مجموعه وسیعی از عملیات کلیفورد پشتیبانی می کند و با Deltaflow Mega به منطق غیرکلیفورد پیش می رود که گامی حیاتی برای دستیابی به تحمل خطا است.
رویکرد پنجره کشویی Deltaflow یا همان sliding window، امکان رمزگشایی مداوم همزمان با انجام QEC توسط کیوبیت‌ها را فراهم میکند. رمزگشای خوشه محلی (LCD) در Deltaflow 2 دقت، مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری را افزایش خواهد داد. روش‌های نوآورانه Riverlane، مانند رمزگشایی همبسته و تطبیقی، هدف کاهش سربار کیوبیت فیزیکی برای QEC را دنبال می‌کنند.
کار این شرکت بر روی کدهای qLDPC و روش خوشه بندی Ambiguity Clustering ، پیشرفت های قابل توجهی را در سرعت و کارایی نشان داده است. طراحی مدولار Deltaflow سازگاری با مدالیته‌های کیوبیت و سیستم‌های سخت‌افزاری مختلف را تضمین میکند و یکپارچگی دقیق بین رمزگشای کوانتومی و سیستم‌های کنترل را ارتقا می‌دهد.
با Deltaflow 3، این شزکت قصد دارد عملیات منطقی دائمی را با گیت های Clifford و منطق سریع، از جمله جراحی شبکه (lattice surgery ) و گیت های عرضی به نمایش بگذارد. این پیشرفت ها کامپیوترهای کوانتومی را قادر می سازد تا برای اولین بار از ابررایانه های کلاسیک پیشی بگیرند.
برای پشتیبانی از این قابلیت، Riverlane در حال توسعه زبان‌ها و ابزارهای برنامه‌نویسی جدید برای هماهنگی و اجرای عملیات منطقی به صورت آنی است. Deltaflow Mega محاسبات کوانتومی جهان شمول را بر اساس surface code معرفی خواهد کرد که از فرآیندهای پیچیده مانند جراحی شبکه و هماهنگ سازی داده ها (data orchestration) پشتیبانی می کند.
نقطه عطف MegaQuOp یک گام مهم به سمت محاسبات کوانتومی کاملاً مقاوم در برابر خطا است، با اهداف بلندمدت که نیاز به TeraQuOp و میلیون‌ها کیوبیت فیزیکی دارد. Deltaflow شرکت Riverlane بر اصول مقیاس‌پذیری ساخته شده است تا از این سفر پشتیبانی کند، با تمرکز بر توسعه stack تصحیح خطای کوانتومی برای کاربردهای MegaQuOp در سال‌های آینده.
منبع
https://www.riverlane.com/blog/introducing-riverlane-s-quantum-error-correction-roadmap?types=blogs
