Ερευνητές στην Κίνα ανέπτυξαν μια κβαντική μονάδα επεξεργασίας (QPU) που είναι 1 τετράκις εκατομμύριο (10¹⁵) φορές ταχύτερη από τους καλύτερους υπερυπολογιστές στον πλανήτη.
Το νέο πρωτότυπο τσιπ των 105 qubits (έχουμε εξηγήσει τι είναι τα qubits εδώ), που ονομάστηκε «Zuchongzhi 3.0» και χρησιμοποιεί υπεραγώγιμα qubits, αποτελεί ένα σημαντικό βήμα για την κβαντική πληροφορική, δήλωσαν επιστήμονες του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) στο Χεφέι, σύμφωνα με το LiveScience.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τον επεξεργαστή για να ολοκληρώσουν μια εργασία στο ευρέως χρησιμοποιούμενο benchmark κβαντικών υπολογιστών τυχαίας δειγματοληψίας κυκλωμάτων (RSC) σε μόλις μερικές εκατοντάδες δευτερόλεπτα, ανέφεραν σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters.
Για το συγκεκριμένο τεστ, εργασία δειγματοληψίας τυχαίου κυκλώματος 83qubit, 32 επιπέδων, ο δεύτερος ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο, Frontier, θα χρειαζόταν 5,9 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Το έργο μας όχι μόνο απλώνει τα όρια της κβαντικής πληροφορικής, αλλά θέτει επίσης τις βάσεις για μια νέα εποχή όπου οι κβαντικοί επεξεργαστές θα διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην αντιμετώπιση εξελιγμένων προκλήσεων του πραγματικού κόσμου», αναφέρουν οι επιστήμονες στη μελέτη.
Η τελευταία έκδοση του Zuchongzhi περιλαμβάνει 105 transmon qubits – συσκευές κατασκευασμένες από μέταλλα όπως το ταντάλιο, το νιόβιο και το αλουμίνιο που έχουν μειωμένη ευαισθησία στο θόρυβο – σε ένα ορθογώνιο πλέγμα 15 επί 7. Η προηγούμενη έκδοση περιλάμβανε 66 qubits.
Βελτιώσεις στην κβαντική πληροφορική
Ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς που είναι κρίσιμος για τη βιωσιμότητα της κβαντικής πληροφορικής σε πραγματικές συνθήκες είναι ο χρόνος συνοχής, ένα μέτρο του πόσο καιρό ένα qubit μπορεί να διατηρήσει την υπέρθεσή του και να αξιοποιήσει τους νόμους της κβαντομηχανικής για την παράλληλη εκτέλεση υπολογισμών. Μεγαλύτεροι χρόνοι συνοχής σημαίνουν ότι είναι δυνατές πιο περίπλοκες λειτουργίες και υπολογισμοί.
Μια άλλη σημαντική βελτίωση αφορά την πιστότητα της πύλης και τη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων, η οποία αποτελούσε εμπόδιο στην κατασκευή χρήσιμων κβαντικών υπολογιστών. Η πιστότητα της πύλης μετράει με πόση ακρίβεια μια κβαντική πύλη εκτελεί την προβλεπόμενη λειτουργία της, χειριζόμενη την κβαντική κατάσταση των qubits. Υψηλότερη πιστότητα qubits σημαίνει λιγότερα σφάλματα και ακριβέστερους υπολογισμούς.
Το Zuchongzhi 3.0 απέδωσε με εντυπωσιακή παράλληλη πιστότητα πύλης ενός qubit 99,90% και παράλληλη πιστότητα πύλης δύο qubit 99,62%. Αυτές οι επιδόσεις ήταν σε μεγάλο βαθμό δυνατές λόγω τεχνικών βελτιώσεων, συμπεριλαμβανομένων των βελτιώσεων στις μεθόδους κατασκευής και του βελτιστοποιημένου σχεδιασμού των qubits, ανέφεραν οι επιστήμονες στη μελέτη.