ความตื่นเต้นครั้งใหญ่มาพร้อมกับหลักสำคัญด้านการประมวล สล็อตเว็บตรง แตกง่าย ผลควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดในปีที่แล้ว: อำนาจสูงสุด ของควอนตั ม นักวิจัยของ Google ประสบความสำเร็จในเดือนตุลาคม 2019 นับเป็นครั้งแรกที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่เป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกใดๆ ( SN Online: 10/23/19 ) แต่ความจำเป็นในการแก้ไขข้อผิดพลาดหมายความว่ายังมีหนทางอีกยาวไกลกว่าที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะก้าวเข้ามา
แน่นอนว่าคอมพิวเตอร์ของ Google สามารถแก้ปัญหาได้ภายใน 200 วินาที ซึ่งบริษัทอ้างว่าจะใช้เวลาคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ดีที่สุด 10,000 ปี แต่งานที่เกี่ยวข้องกับการสร้างตัวเลขสุ่มนั้นไม่มีประโยชน์พอที่จะปฏิวัติการคำนวณ และยังคงใช้ qubits ที่ค่อนข้างไม่แม่นยำ ซึ่งจะไม่ตัดทอนสำหรับงานที่ยั่วเย้าและซับซ้อนที่สุด เช่น การค้นหาฐานข้อมูลที่เร็วขึ้น “เราต้องการอัตราความผิดพลาดเพียงเล็กน้อย … เพื่อเรียกใช้อัลกอริธึมแบบยาวเหล่านี้ และคุณจะได้เฉพาะอัลกอริธึมที่มีการแก้ไขข้อผิดพลาดเท่านั้น” นักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Hartmut Neven ผู้นำด้านความพยายามควอนตัมของ Google กล่าว
ดังนั้น Neven และเพื่อนร่วมงานจึงตั้งเป้าไปที่เทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เรียกว่ารหัสพื้นผิว
แผนผังที่มีการพูดถึงมากที่สุดสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด รหัสพื้นผิวนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวด เช่นเดียวกับที่สร้างโดยบริษัทต่างๆ รวมถึง Google และ IBM (บริษัทเดียวกันกับที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกผู้บุกเบิกช่วยให้ John Glenn เข้าสู่อวกาศ) โค้ดนี้ออกแบบมาสำหรับ qubits ที่จัดเรียงในตาราง 2 มิติ โดยที่แต่ละ qubit เชื่อมต่อโดยตรงกับ qubits ที่อยู่ใกล้เคียง ที่สะดวกคือวิธีการวางคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวด
เช่นเดียวกับในอาณานิคมมดที่มีคนงานและทหาร รหัสพื้นผิวกำหนดให้ qubits ต่างกันมีงานต่างกัน บางส่วนเป็น data qubits ซึ่งเก็บข้อมูลและอื่น ๆ เป็น helper qubits ที่เรียกว่า ancillas การวัดค่าแอนซิลลาสช่วยให้ตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดได้โดยไม่ทำลายข้อมูลที่จัดเก็บไว้ใน data qubits ข้อมูลและ ancilla qubits รวมกันเป็นหนึ่ง qubit เชิงตรรกะโดยหวังว่าจะมีอัตราความผิดพลาดต่ำกว่า ยิ่งมีข้อมูลและ ancilla qubits ที่ประกอบกันเป็น qubit เชิงตรรกะมากขึ้นเท่าใด ข้อผิดพลาดที่สามารถตรวจพบและแก้ไขได้มากขึ้นเท่านั้น
ในปี 2015 นักวิจัยและเพื่อนร่วมงานของ Google ได้ทำโค้ด Surface เวอร์ชันง่าย โดยใช้ 9 qubits เรียงกันเป็นแถว การตั้งค่านั้น รายงานในNature สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดประเภทหนึ่งที่เรียกว่า bit-flip errorคล้ายกับ 0 ไปที่ 1 ข้อผิดพลาดประเภทที่สองคือ Phase flip เป็นเอกลักษณ์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมและแทรกค่าลบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลงชื่อเข้าใช้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายสถานะของควิบิต
ขณะนี้นักวิจัยกำลังจัดการกับข้อผิดพลาดทั้งสองประเภทพร้อมกัน
Andreas Wallraff นักฟิสิกส์จาก ETH Zurich และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดบิตและเฟสพลิกได้โดยใช้คอมพิวเตอร์เจ็ดบิต พวกเขายังไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดเหล่านั้นได้ แต่พวกเขาสามารถระบุกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด และอาจทำให้การคำนวณ เสียหายทีมงานรายงานในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 8 มิถุนายนในNature Physics นั่นเป็นขั้นตอนกลางในการแก้ไขข้อผิดพลาดดังกล่าว
แต่การจะก้าวไปข้างหน้า นักวิจัยจำเป็นต้องขยายขนาดขึ้น จำนวน qubit ขั้นต่ำที่จำเป็นในการทำโค้ดพื้นผิวของดีลจริงคือ 17 ด้วยวิธีนี้ การปรับปรุงเล็กน้อยในอัตราความผิดพลาดสามารถทำได้ในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติ อาจต้องใช้ 49 qubits ก่อนที่จะมีการเพิ่มประสิทธิภาพของ qubit แบบลอจิคัลอย่างชัดเจน ระดับของการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นควรขยายเวลาอย่างเห็นได้ชัดก่อนที่ข้อผิดพลาดจะแซงคิวบิต ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดในขณะนี้ถึง 50 ฟิสิคัล qubits หรือมากกว่า การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมก็เกือบจะเข้าถึงได้
IBM กำลังทำงานเพื่อสร้าง qubit ที่ดีขึ้น นอกเหนือจากข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นขณะคำนวณ ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้เมื่อเตรียมคิวบิตหรืออ่านผลลัพธ์ นักฟิสิกส์ Antonio Córcoles จาก Thomas J. Watson Research Center ของ IBM ในยอร์กทาวน์ไฮทส์ รัฐนิวยอร์ก กล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถตรวจพบข้อผิดพลาดได้ จัดทำขึ้นเมื่อเตรียม qubits ซึ่งเป็นกระบวนการตั้งค่าเริ่มต้นทีมรายงานในปี 2560 ในPhysical Review Letters Corcoles ตั้งตารอ qubit ที่สามารถกู้คืนจากข้อผิดพลาดทุกประเภทเหล่านี้ “แม้ว่าจะเป็นเพียง qubit เชิงตรรกะเดียว — นั่นจะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ” Córcoles กล่าว
ในระหว่างนี้ IBM, Google และบริษัทอื่นๆ ยังคงมุ่งมั่นที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ของพวกเขามีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะที่ข้อผิดพลาดไม่ใช่ตัวจัดการ: จำลองปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง เช่น หรือการเพิ่มประสิทธิภาพปัญญาประดิษฐ์ แต่ทีมงานยังคงไล่ตามอนาคตของการคำนวณควอนตัมที่มีการแก้ไขข้อผิดพลาด
เป็นเวลานานที่จะถึงจุดที่การแก้ไขข้อผิดพลาดเป็นไปได้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างคอมพิวเตอร์ขึ้นมาอย่างช้าๆ ทีละคิวบิต นับตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1990 สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ: “การแก้ไขข้อผิดพลาดดูเหมือนจะเป็นเรื่องยากสำหรับทุกคนที่พยายามอย่างจริงจัง” Wallraff กล่าว “งานจำนวนมากกำลังถูกใส่เข้าไป และการสร้างความก้าวหน้าในปริมาณที่เหมาะสมดูเหมือนจะใช้เวลาพอสมควร” สล็อตเว็บตรง แตกง่าย
