تهدف شركة IBM إلى تحقيق ميزة كمية فورية باستخدام تقنية تخفيف الأخطاء

ليس عليك أن تكون فيزيائيًا لتعرف أن الضوضاء والحوسبة الكمومية لا يختلطان. يؤدي أي اختلاف في الضوضاء أو الحركة أو درجة الحرارة إلى فشل الكيوبتات - وهي الحوسبة الكمية المكافئة للبت الثنائي في الحوسبة الكلاسيكية.

هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل ميزة الكم (النقطة التي يتفوق فيها الكم على الحوسبة الكلاسيكية) والتفوق الكمي (عندما تحل أجهزة الكمبيوتر الكمومية مشكلة لا تستطيع الحوسبة التقليدية حلها) تبدو أهدافًا طويلة المدى وتكنولوجيا ناشئة. ومع ذلك ، فإن الأمر يستحق الانتظار ، حيث تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية بزيادات هائلة على الحوسبة الكلاسيكية ، والتي تتجاوز الحوسبة الفائقة. ومع ذلك ، نظرًا لتعقيدات فيزياء الكم (مثل التشابك) ، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية هي أيضًا أكثر عرضة للأخطاء بناءً على العوامل البيئية مقارنة بأجهزة الكمبيوتر العملاقة أو أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء.

تنشأ الأخطاء الكمومية مما يُعرف باسم فك الترابط ، وهي عملية تحدث عندما تتداخل الضوضاء أو درجات الحرارة غير المثالية مع الكيوبتات ، مما يؤدي إلى تغيير حالاتها الكمومية والتسبب في فقدان المعلومات المخزنة من الكمبيوتر الكمومي.

تنظر العديد من الشركات إلى تقنية الحوسبة الكمومية على أنها سيناريو محصلته صفر وأنه إذا كنت ترغب في الاستفادة من جهاز كمبيوتر كمي ، فأنت بحاجة إلى معالجات كمومية تتسامح مع الأخطاء وعدد كبير من وحدات البت. بينما ننتظر ، نحن عالقون في عصر NISQ - الكم الصاخب متوسط ​​النطاق - حيث لم يتفوق الكم على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.

إنه انطباع تأمل شركة IBM في تغييره.

في مدونة نشرتها اليوم شركة IBM ، كتب فريقها الكمومي (Kristan Temme و Ewout van den Berg و Abhinav Kandala و Jay Gambett) أن تاريخ الحوسبة الكلاسيكية هو أحد التطورات المتزايدة.

كتب الفريق: "على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية قد شهدت تحسينات هائلة في الحجم والجودة والسرعة في السنوات الأخيرة ، يبدو أن هذا التطور التدريجي مفقود من السرد". "ومع ذلك ، فإن التطورات الحديثة في التقنيات التي نشير إليها عمومًا باسم التخفيف من الخطأ الكمي تسمح لنا برسم مسار أكثر سلاسة لتحقيق هذا الهدف. وعلى طول هذا المسار ، فإن التقدم في تماسك الكيوبت ، وإخلاص البوابة ، والسرعة تترجم على الفور إلى ميزة حسابية قابلة للقياس ، إلى التقدم المطرد الذي شوهد تاريخيًا مع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ". إيجاد قيمة في الكيوبتات الصاخبة

في محاولة لاكتساب ميزة كمية عاجلاً - وبخطوات تدريجية - تدعي شركة IBM أنها ابتكرت تقنية مصممة لزيادة استغلال قيمة الكيوبتات الصاخبة والابتعاد عن NISQ.

بدلاً من مجرد التركيز على أجهزة الكمبيوتر المتسامحة مع الأخطاء. قال جيري تشاو ، مدير تطوير الأجهزة في IBM Quantum ، لموقع VentureBeat إن هدف شركة IBM هو التحسين المستمر والمتزايد.

للتخفيف من الأخطاء ، يذكر Chow الإلغاء الاحتمالي للخطأ الجديد من IBM ، وهي تقنية مصممة لعكس الدوائر الكمومية المزعجة لتحقيق نتائج خالية من الأخطاء ، حتى لو كانت الدوائر نفسها صاخبة. وقال إن هذا يوفر مفاضلة في وقت التشغيل ، لأنك تتخلى عن تشغيل المزيد من الدوائر لفهم الضوضاء التي تسبب الأخطاء بشكل أفضل.

الهدف من التقنية الجديدة هو توفير خطوة ، وليس قفزة ، نحو التفوق الكمي. قال تشاو إنه "إصلاح قصير المدى" ، وجزء من مجموعة من التقنيات التي ستساعد IBM في معرفة المزيد حول إصلاح الأخطاء من خلال ترحيل الأخطاء. وأوضح قائلاً: "كلما زادت وقت التشغيل ، كلما تعلمت أكثر من خلال تشغيل المزيد من الكيوبتات".

قال تشاو إن شركة IBM تواصل تطوير منصتها الكمية ، لكنها تقدم خطوة إضافية. في العام الماضي ، كشفت شركة IBM النقاب عن معالج Eagle بسعة 127 كيلوبت قادر على تشغيل الدوائر الكمية التي لا يمكن إعادة إنتاجها بالطريقة الكلاسيكية. استنادًا إلى خارطة الطريق الكمية التي قدمتها في مايو ، فإن أنظمة IBM في طريقها للوصول إلى أكثر من 4000 كيلوبت من الأجهزة الكمية بحلول عام 2025.

يمثل الإلغاء الاحتمالي للخطأ مغيرًا لقواعد اللعبة بالنسبة لشركة IBM وعالم الكم ككل. قال تشاو إنه بدلاً من الاعتماد فقط على التجارب لتحقيق التصحيح الكامل للخطأ في ظل ظروف معينة ، ركزت شركة IBM على الدفع المستمر لمعالجة الأخطاء الكمية اليوم مع الاستمرار في التطور نحو آلات تتحمل الأخطاء. "أنت بحاجة إلى أجهزة عالية الجودة لتشغيل بلايين من الدوائر. السرعة ضرورية. الهدف ليس التخفيف من الأخطاء طويلة المدى. ليس كل شيء أو لا شيء ".

يضيف مدونو الحوسبة الكمومية لشركة IBM أن أسلوبها لتقليل الخطأ الكمي "هو المسار المستمر الذي سيأخذنا من الأجهزة الكمومية اليوم إلى عيوب الغد ...