رموز شبحية قد تقلل من الأخطاء في الحواسيب الكمومية

طوّر باحثون خوارزميات تُدعى رموز شبحية لجعل الحواسيب الكمومية أقل عرضة للأخطاء، مما قد يسمح لها بتشغيل محاكاة معقدة بكفاءة أكبر. تمكّن هذه الرموز من تشابك كيوبيتات منطقية دون تدخلات فيزيائية، مما يقلل من مخاطر الأخطاء. يظهر النهج وعداً للمهام التي تتطلب تشابكاً واسعاً، على الرغم من أنه ليس حلاً كاملاً لتحديات الحوسبة الكمومية.

تواجه الحواسيب الكمومية عقبات كبيرة بسبب الأخطاء التي ألقت منذ زمن طويل الشك على فائدتها العملية. شكّك فيزيائيو العصر المبكر في ما إذا كان بإمكان هذه الأجهزة الأداء بشكل موثوق على الإطلاق، نظراً لصعوبة تصحيح الأخطاء. اليوم، توجد أنواع مختلفة من الحواسيب الكمومية وقد ساهمت في اكتشافات علمية، لكن مشكلة الأخطاء ما زالت قائمة دون حل نهائي. َن شايان ماجيدي في جامعة هارفارد وزملاؤه رموز شبحية كعلاج. تتعامل هذه الخوارزميات مع الحسابات التي تشمل خطوات عديدة، والتي تكون طويلة ومعرضة لتراكم الأخطاء. تعمل الحواسيب الكمومية باستخدام وحدات فيزيائية تُدعى كيوبيتات، لكن الحسابات المقاومة للأخطاء تعتمد على كيوبيتات منطقية—مجموعات من الكيوبيتات الفيزيائية التي تشارك المعلومات لخفض معدلات الأخطاء. ًَ، يتطلب التلاعب بالكيوبيتات المنطقية إجراءات فيزيائية، مثل تطبيق ليزر أو ميكروويف لتشابكها أو تغيير خصائصها. أما رموز شبحية، فتمكّن من تشابك كيوبيتات منطقية متعددة دون أي تدخلات من هذا القبيل، مكتسبة اسمها من هذا التأثير «الشبحي». يقلل ذلك من عدد العمليات الفيزيائية المطلوبة، مما يعزز الكفاءة ويقلل من فرص حدوث الأخطاء. ِيق في محاكاة حاسوبية، اختبر الفريق رموز شبحية على مهمّتين: إعداد حالة كيوبيت خاصة شائعة الاستخدام في الحسابات، ومحاكاة نموذج مبسّط لحالة مادة كمومية. كانت النتائج أكثر دقة بنسبة تصل إلى 100 مرة من تلك الناتجة عن طرق تصحيح الأخطاء التقليدية. ِظ ماجيدي أن رموز شبحية ليست عالمية؛ إنها تؤدي الأفضل في سيناريوهات تتطلب بالفعل مستويات عالية من التشابك. «إنها ليست غداء مجاني. إنها مجرد غداء كان موجوداً بالفعل ولم نكن نأكله»، يقول. َن مارك هوارد في جامعة غالواي بين اختيار رموز تصحيح الأخطاء وبين اختيار الدروع: تقدم رموز شبحية مرونة مثل الدروع المتسلسلة لكنها تتطلب كيوبيتات أكثر وقد لا تناسب جميع التطبيقات. يضيف دومينيك ويليامسون في جامعة سيدني أن تنافسيتهم تعتمد على تقدم الأجهزة المستقبلي. ِيق يُتعاون فريق ماجيدي مع بناة حواسيب كمومية باستخدام ذرات شديدة البرودة، بهدف تخصيص البرامج بدقة أكبر لمهام وأجهزة محددة. َر البحث يظهر في مخطوطة أولية على arXiv برقم DOI: 10.48550/arXiv.2601.20927.

مقالات ذات صلة

Quantum computers face significant challenges from errors that limit their usefulness, but recent breakthroughs in error correction are offering hope. Innovations involve creating logical qubits from fewer physical ones and enhancing reliability through entanglement and additional protections. Experts describe this as an exciting time where theory and practice are converging.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Scientists have identified a method to create multiple copies of quantum information by encrypting them with a one-time decryption key, sidestepping the no-cloning theorem. This approach, developed by Achim Kempf and colleagues at the University of Waterloo, was tested on an IBM quantum processor. The technique could enhance redundancy in quantum computing and storage systems.

Chinese researchers have controlled a temporary stable phase in quantum systems, putting quantum chaos in slow motion and offering a possible avenue for preserving quantum information. This allows scientists to tune the speed of quantum decoherence, providing a vital tool for managing complex quantum environments.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Researchers have produced the most intricate time crystal to date using an IBM superconducting quantum computer. This two-dimensional quantum material repeats its structure in time, cycling through configurations indefinitely. The achievement advances understanding of quantum systems and their potential for material design.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض