Las computadoras cuánticas futuras prometen una escala exponencial en el poder de cómputo con un número de qubits que aumenta linealmente. Sin embargo, aprovechar este poder es un desafío debido a la complejidad de controlar un gran número de qubits simultáneamente. Richard Versluis diseñó una solución a este problema,El principal científico de TNO, Leo DiCarlo, el profesor asociado de TU Delft y el postdoc Stefano Poletto con el apoyo de colegas de TNO y TU Delft de QuTech e Intel, inventaron una metodología de control para la computación cuántica tolerante a fallas basada en un bloque de construcción básico de ochoqubits con un conjunto fijo de hardware de control. Este bloque de construcción básico se puede reproducir en grandes conjuntos de qubits, sin ningún aumento o cambio en el hardware de control.
Con este nuevo método, la corrección de errores de qubit y las operaciones lógicas, necesarias para ejecutar algoritmos complejos en computadoras cuánticas a gran escala, ahora son posibles en cualquier cantidad de qubits.
Mucho espacio en la parte inferior
La famosa cita del físico Richard Feynman, ganador del premio Nobel, "hay mucho espacio en la parte inferior" indica que hay un mundo entero para explorar a escala cuántica. Fue uno de los primeros en notar que la complejidad para modelar la mecánica cuánticalos sistemas también podrían convertirse en un recurso poderoso: dado que se necesitan muchos parámetros para modelar adecuadamente los sistemas de mecánica cuántica acoplados, uno puede ver los sistemas de mecánica cuántica acoplados como sistemas que pueden almacenar y manipular grandes cantidades de datos.han creado algoritmos inteligentes para computadoras cuánticas que superarán a las supercomputadoras regulares en varios problemas, como descifrado de códigos, búsqueda de datos y análisis de datos y determinación de propiedades de sustancias químicas. Tales algoritmos requieren millones de qubits y la búsqueda para escalar el número dequbits controlables es un desafío.
Las computadoras cuánticas a gran escala requieren hardware inteligente
Un desafío importante para las computadoras cuánticas, que ahora consisten en un puñado de qubits, es su escalabilidad. Para ejecutar algoritmos cuánticos con una tasa de éxito razonable, necesita millones de qubits para superar la inestabilidad inherente de qubits y corregirerrores en el sistema. Hasta ahora, los sistemas de control de qubit generalmente se hacían más grandes y complejos con el creciente número de qubits. Este no es un problema importante en chips cuánticos experimentales con un pequeño número de qubits, pero no había conceptos disponibles para controlar elmiles a millones de qubits, mientras que al mismo tiempo se realiza la corrección de errores en los qubits.
Cualquier número de qubits controlados por un solo conjunto de hardware
Los investigadores de QuTech, una colaboración fundada por TU Delft y TNO, establecieron una solución a este desafío de escala para qubits superconductores. La solución utiliza hardware de control con el tamaño de una pequeña estantería, para controlar un conjunto básico de ocho qubits.Al copiar y pegar los ocho qubits en el chip, el mismo sistema de control único puede controlar cualquier número de qubits individualmente, de 8 a 8 millones o más, y ejecutar las compuertas necesarias para la corrección de errores cuánticos. Esto permite a los programadores de computadoras cuánticas ejecutar algoritmos cuánticosen cualquier número de qubits. El siguiente objetivo en QuTech es aplicar este método para realizar un procesador cuántico de 17 qubit con corrección de errores en un proyecto en curso. Esto constituiría un número récord mundial de qubits con control individual y corrección de errores.
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Materiales proporcionado por TU Delft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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