در کوهستان غرب، یک همکاری محاسباتی کوانتومی نتایج بزرگی را اعلام می کند

Newswise – ALBUQUERQUE، N.M. – یک مشارکت دولتی-خصوصی Mountain West نتایج جدیدی را اعلام کرد که نشانگر پیشرفت ثابت به سمت هدف وزارت انرژی برای محاسبات کوانتومی تحمل‌پذیر خطا، سیستم‌هایی به اندازه کافی بزرگ و قابل اعتماد برای حل مشکلات پیچیده است.

آزمایشگاه‌های ملی Sandia، خانه طولانی‌ترین برنامه محاسبات کوانتومی DOE، و شرکت فناوری Quantinuum مقاله‌ای را در مجله علمی Nature منتشر کردند که عملکرد سیستم تجاری Helios 98 کیوبیتی این شرکت را گزارش می‌دهد که سال گذشته معرفی شد.

برای عملیاتی که فقط یک یا دو کیوبیت یا بیت کوانتومی را شامل می شود، سیستم دقت بسیار بالایی را نشان می دهد – به ترتیب 99.9975٪ و 99.921٪. نتایج هلیوس را به عنوان بزرگترین و قابل اعتمادترین کامپیوتر کوانتومی شرکت تا به امروز معرفی می کند.

مایک دسکور، مدیر ارشد سندیا، این یافته ها را موفقیتی برای تلاش های مشترک آزمایشگاه در بخش محاسبات کوانتومی خواند.

وی گفت: به عنوان یک منبع ملی، ما متعهد به تسریع فناوری محاسبات کوانتومی در حمایت از امنیت اقتصادی و ملی هستیم.

Sandia، آزمایشگاه مهندسی پیشرو کشور، فرصت ها و تهدیدهای در حال ظهور ناشی از علم اطلاعات کوانتومی را برای دولت ایالات متحده ارزیابی می کند. این رشته ها شامل رمزنگاری، تحقیقات دارویی، علوم انرژی، حسگرهای پیشرفته و ارتباطات است که همگی کلید امنیت ملی هستند.

این مقاله قبلاً در وب سایت preprint arXiv منتشر شده بود. نسخه جدید در Nature بررسی شده است، به این معنی که یافته ها قبلاً توسط کارشناسان شخص ثالث بررسی شده است.

مشارکت مداوم برای پیشرفت سخت افزار مقیاس پذیر

برای بیش از 20 سال، برنامه تحقیق و توسعه محاسبات کوانتومی Sandia، قدرت مهندسی آزمایشگاه‌ها را با تخصص مدل‌سازی کامپیوتری و امکانات میکروالکترونیک و نانوتکنولوژی در سطح جهانی برای ساخت، مشخص‌سازی و به اشتراک گذاشتن دستگاه‌های کوانتومی کار بر روی انواع پلت‌فرم‌های فناوری ترکیب کرده است.

در طول این مدت، Sandia مجموعه مشارکت های صنعتی خود را گسترش داد. آزمایشگاه ها و کوانتینیوم به مدت چهار سال تحت یک توافقنامه مشترک تحقیق و توسعه که در ماه می تمدید شد، با هم کار می کنند. قراردادهای مشابهی با چندین شرکت محاسبات کوانتومی دیگر وجود دارد.

کریس دروز، مدیر فوتونیک ساندیا، گفت: “ما از همکاری با هر شریک علاقه مند، از جمله دانشگاه ها، صنعت و سایر آزمایشگاه های ملی استقبال می کنیم.”

این مشارکت در ابتدا چندین سال پس از شروع توسعه فناوری‌های بنیادی در فوتونیک یکپارچه برای محاسبات کوانتومی یونی به دام افتاده، به همان روش هلیوس، در مجتمع مهندسی، علوم و کاربردهای Sandia، توسط محققان Sandia شکل گرفت.

فوتونیک های یکپارچه تراشه های کم مصرفی هستند که اطلاعات را با سرعت نور از طریق کانال های نوری میکروسکوپی حمل می کنند. آنها وعده می دهند که خطرات فناوری کوانتومی را با کاهش هزینه های انرژی و بهبود مقیاس پذیری، که کلید ساخت رایانه های بزرگ و مفید است، کاهش دهند.

Sandia در حال حاضر به Quantinuum در طراحی و آزمایش این نوع اجزاء برای گنجاندن احتمالی در پلتفرم‌های آینده کمک می‌کند.

Quantinuum، که دفتر مرکزی آن در کلرادو واقع شده است، یک مرکز تحقیق و توسعه در نیومکزیکو در نزدیکی پردیس اصلی Sandia اداره می کند.

ساندیا ارزیابی هلیوس را انجام داد

در مقاله نیچر، ساندیا اثربخشی سیستم هلیوس را ارزیابی و تایید کرد.

این آزمایشگاه ملی راه‌هایی را برای اشکال‌زدایی رایانه‌های کوانتومی پیشگام کرده است و از آزمایش‌های مختلفی از جمله برخی از اختراعات خود برای ارزیابی هلیوس استفاده کرده است. محققان آن یک روش معیار جدید برای اندازه‌گیری عملکرد عملیات بازخوانی غیرمخرب ارائه کردند که اندازه‌گیری‌های مدار میانی نامیده می‌شود که برای تصحیح خطا در محاسبات کوانتومی ضروری هستند.

رابین بلوم-کوهوت از سندیا که یکی از نویسندگان مقاله است، می گوید: «مهم ترین جنبه کامپیوترهای کوانتومی امروزی سرعت نیست، بلکه قابلیت اطمینان است. او توضیح داد که رایانه‌های کوانتومی از فناوری‌های آزمایشی و پیچیده‌ای استفاده می‌کنند که می‌توانند به ده‌ها روش ظریف از کار بیفتند، از یک لیزر خارج از تنظیم که دستورالعمل‌های بدی را به اتمی می‌دهد که از جای خود تکان می‌خورد. این مشکلات دقت را کاهش داده و بهره وری را محدود می کند.

بلوم-کوهوت گفت، در بلندمدت، کمک به شرکت‌ها برای حل این مشکلات به ایجاد رایانه‌های کوانتومی کمک می‌کند که می‌توانند با مشکلات علمی حل‌نشده مقابله کنند.

او گفت: «ما در حال ارزیابی همه جنبه‌های عملکرد رایانه‌های کوانتومی با شرکای تجاری خود برای تسریع در پذیرش ابررایانه‌های کوانتومی هستیم».

در آینده ای نزدیک، نتایج تحقیقات جدید نشان می دهد که کشور در این مسیر به نقاط عطف مهمی می رسد.

تونی رانسفورد، معمار اصلی هلیوس، از Quantinuum می‌گوید: «هلیوس به تنهایی فراتر از قابلیت‌های شبیه‌سازی کلاسیک عمل می‌کند و معیار جدیدی از وفاداری و پیچیدگی را برای محاسبات کوانتومی تعیین می‌کند.