Podatność na zakłócenia jest najsłabszym miejscem komputerów kwantowych. Aby chronić przed błędami obliczeń kwantowych, nie można zastosować klasycznych rozwiązań. Na ratunek przybywają transcendentalne redundancja lub wyrafinowane architektury. Amazon polegał na drugim, obiecując położyć się na ścieżce na praktyczne platformy kwantowe.
W nowej pracy badacze Amazon wykazali połączenie sprzętu do tolerującego usterki i konturu w celu poprawienia błędów. Przynajmniej kostki Amazon nie wymagają nowej fizyki, jak w przypadku nowej architektury Microsoft Quantum w Farmions Mayranovsky. Mówiąc najprościej, Amazon używa rozwiązań związanych z czasem w pierwotnym występie, a takie podejście ma wyraźne perspektywy.
Platforma obliczeniowa Amazon Quantum w celu zwiększenia stabilności informacji kwantowych – kwantowe stany kostek – łączy dwa różne rodzaje kostek sprzętowych. Chodzi o to, że jeden rodzaj kostek jest odporny na jeden z rodzajów błędów, a drugi można użyć do wdrożenia kodu do korygowania innych błędów, które ujawniają problemy, które pojawiają się w łańcuchu obliczeniowym (algorytmicznym). Demonstracja Amazon nie mogła się pochwalić skalą, ale na poziomie podstawowym wykazywało potencjalne prawidłowe podejście.
Na zwykłym komputerze powstaje tylko jeden rodzaj błędu – jest to przełącznik bitu, gdy pod wpływem okoliczności 0, 1 może stać się 1 i odwrotnie. Jak w większości przypadków związanych z obliczeniami kwantowymi, wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane z kostkami. Ponieważ zawierają nie wartości binarne, ale prawdopodobieństwa, w przypadku błędnego przełączania łokci, powrót jego prawdziwego stanu będzie reprezentował pewną złożoność.
Ale przełączanie bitów nie jest jedynym problemem, który może się pojawić. Kostki mogą również cierpieć z powodu błędów przegrupowania fazowego SO. W klasycznych komputerach nie mają one analogów, ale utrudnią również normalne działanie komputerów kwantowych.
W 2021 r. Pracownicy Amazon pokazali, że można utworzyć kostki, które są wyjątkowo odporne na jeden rodzaj błędu – w celu zmiany bitu. W nowej pracy ta koncepcja została potwierdzona i w rzeczywistości staje się podstawą. W tym celu stosuje się kostki kotów SO (KIBT CAT). Nazwę Kubatów podano na cześć kota Schrödingera, który jest w stanie superpozycji.
W rzeczywistości jest to grupowy stan kwantowy, rozmazany w kilku elementarnych cząstkach, w szczególności przez fotony. Błędne przełączanie jednego fotonu w grupie nie wpływa na stan kwantowy grupy. Taki łokasa nie podlega błędom przełączania bitu i można by o nich zapomnieć, co oznacza, że architekci komputera są a priori, będą łatwiejsze. Konieczne będzie korygowanie nie dwóch, a tylko jeden rodzaj błędu związanego z przełączaniem fazy. To prawda, że im więcej fotonów w grupie, tym wyższe prawdopodobieństwo błędnego przełączania fazy, a gdy platforma jest z tym skalowana, będziesz musiał coś zrobić.
To z powodu tych fazowych zamachu stanu wprowadzono drugi zestaw kostek o nazwie przez transmony. Przekładnie są szeroko stosowanym typem Cubite opartym na pętli z nadprzewodzącego drutu podłączonego do rezonatora mikrofalowego i używane przez firmy takie jak IBM i Google. Superonfigrujące transmony zostały użyte do komunikowania kostek kotów, co pozwoliło poleceniom utworzyć logiczny łokata z korektą błędów, przy użyciu prostego kodu korekcji błędu o nazwie kod powtarzania.
W powyższym schemacie konwencjonalnym każda z kostek kotów jest związana z sąsiednim tłumieniem. Pozwala to transmonom śledzić to, co dzieje się w kostkach kotów za pomocą SO -CALED Słabe wymiary. Takie pomiary nie niszczą stanu kwantowego, jak w pełnym pomiarze, ale pozwalają wykryć zmiany w sąsiednich kostkach kotów i wyodrębnić informacje niezbędne do skorygowania błędów, jeśli takie powstają.
Zatem kombinacja tych dwóch metod oznacza, że prawie wszystkie powstające błędy są błędami wykrywanych i skorygowanych przesunięć fazowych, ponieważ błędy związane z przełączaniem bitu w systemie nie powinny powstać z definicji, chociaż w rzeczywistości tak nie jest. A jednak, jeśli to konieczne, w celu skorygowania dwóch rodzajów błędów jednocześnie, co było nadal powszechne, do zaimplementowania każdego logicznego łokcia wymaganych było wiele kostek fizycznych. W przypadku Amazon zakłada się, że tylko jeden rodzaj błędu będzie musiał zostać skorygowany, a każde logiczne kostki będą znacznie mniej niż kostki fizyczne.
W przeprowadzonym badaniu Amazon wykazał, że porównywanie łańcucha trzech kostek kotów i dwóch transonów z łańcuchem pięciu kotów i czterech transonów częstotliwość błędu spadła wraz z architekturą. W przypadku typowych systemów kwantowych wszystko dzieje się odwrotnie – im więcej kostek, tym wyższa częstotliwość błędów, przynajmniej na dużą skalę. Zatem Amazon deklaruje zalety swojego podejścia, co zwiększy liczbę kostek fizycznych i logicznych oraz ograniczy prawdopodobieństwo zwiększenia błędów obliczeniowych.
W rzeczywistości wszystko jest o wiele bardziej skomplikowane. Same transmiony podlegają obu rodzajom błędów, a niepowodzenie jednego z nich obniży całe obliczenia. Ponadto kotki kostki nie mogą się pochwalić całkowitym brakiem błędów huśtania bitów, aw przypadku takiego błędu obliczeń nie będzie to również sensu. Jednak pomysł zaproponowany przez Amazon ma potencjał i prawo do dalszego rozwoju.
