Un pas major a fost făcut către utilizarea computerelor cuantice pentru aplicații practice, potrivit inginerilor Google din spatele descoperirii.

Cercetătorii spun că s-au îndreptat către construirea unui computer cuantic funcțional și util după descoperire, care ajută la rezolvarea uneia dintre problemele care afectează tehnologia.

Sistemele de calculatoare cuantice au fost salutate ca fiind viitorul calculatoarelor, capabile să execute calcule care ar putea fi foarte dificile sau imposibile pe computerele „clasice” pe care le folosim astăzi.

Dar sunt și predispuși la erori, care reprezintă una dintre problemele majore în aplicarea practică a tehnologiei.

Acum, cercetătorii Google spun că au găsit o modalitate de a construi tehnologia, astfel încât să corecteze acele erori. Compania spune că este o descoperire la fel cu anunțul de acum trei ani că a atins „supremația cuantică” și reprezintă o piatră de hotar în drumul către utilizarea funcțională a computerelor cuantice.

Cercetătorii de la Google Quantum AI au spus că au găsit o modalitate de a reduce ratele de eroare pe măsură ce dimensiunea sistemului crește, ceea ce îl descriu ca fiind într-un „punct de rentabilitate”.

Dr. Hartmut Neven, director de inginerie la Google Quantum AI, a declarat că, deși încă mai sunt provocări, el crede că în această etapă „putem promite cu încredere o valoare comercială” pentru calculatoarele cuantice.

„Deci, în limbaj financiar, am atins pragul de rentabilitate, dar, desigur, nu este suficient de bun”, a adăugat acesta.

„Trebuie să ajungem la o rată de eroare absolut scăzută.”

Cum funcționează

Calculatoarele cuantice folosesc proprietățile fizicii cuantice pentru a stoca date și pentru a efectua calcule.

Unitățile de bază de informații din computerele convenționale se numesc „biți” și sunt stocate ca un șir de 1 și 0.

Într-un sistem informatic cuantic, aceste unități sunt cunoscute sub numele de qubiți și pot fi atât 1 cât și 0 în același timp.

În teorie, acest lucru oferă mașinilor cuantice o putere de calcul mult mai mare decât mașinilor convenționale, efectuând sarcini care ar necesita computerele existente mulți ani.

Cu toate acestea, progresul către mașini cuantice viabile din punct de vedere comercial a fost lent.

Acest lucru se datorează faptului că volumul de a transmite informații în computerele cuantice este fragil, iar interferența mediului, cum ar fi căldura și defectele materialelor, pot provoca erori.

Controlul sau eliminarea unor astfel de erori este una dintre principalele provocări în valorificarea puterii calculului cuantic.

Pentru studiu, dr. Neven și colegii săi au creat un procesor cuantic supraconductor cu 72 de qubiți și l-au testat cu două coduri de suprafață diferite: unul pe 49 de qubiți fizici și unul mai mic pe 17 qubiți fizici.

Ce au descoperit

Ei au descoperit că codul de suprafață mai mare format din 49 de qubiți fizici a funcționat mai bine decât cel mai mic.

Scriind într-o postare pe blog, Sundar Pichai, directorul executiv al Google și Alphabet, a declarat: „Pentru prima dată, cercetătorii noștri Quantum AI au demonstrat experimental că este posibil să se reducă erorile prin creșterea numărului de qubiți”.

„Descoperirea noastră reprezintă o schimbare semnificativă în modul în care operăm computerele cuantice. În loc să lucrăm la qubiții fizici de pe procesorul nostru cuantic unul câte unul, tratăm un grup dintre ei ca pe un qubit logic. Ca rezultat, un qubit logic pe care l-am creat din 49 de qubits fizici a reușit să-l depășească pe cel pe care l-am făcut din 17 qubiți”, a adăugat acesta.

Oamenii de știință observă că este nevoie de mai multă muncă pentru a reduce ratele de eroare suficient pentru un calcul eficient, dar au adăugat că munca lor „demonstrează o cerință fundamentală pentru evoluțiile viitoare”.

Dr Julian Kelly, director de hardware cuantic la Google Quantum AI, a declarat: „Constrângerile de inginerie (de a construi un computer cuantic) sunt cu siguranță fezabile.

„Este o mare provocare – este ceva la care trebuie să lucrăm, dar în niciun caz nu ne împiedică, de exemplu, să facem o mașină la scară largă.”

Munca lor este descrisă într-un nou articol, „Suprimarea erorilor cuantice prin scalarea unui qubit logic de cod de suprafață”, publicat în revista Nature.