© verticalarray dreamstime.com
Przemysł elektroniczny | 13 marca 2015
Pierwszy scalony układ kwantowy z korekcją błędów
Przyszłość już tu jest! Nie są to słowa na wyrost, gdyż udało się skonstruować sprawnie działający scalony układ kwantowy, wolny od największej przypadłości: zapominania. Wszystko dzięki innowacyjnemu systemowi korekcji błędów w qbitach.
Na komputery kwantowe czeka cały świat. Nie tylko naukowcy i fani science-fiction. Komputery takie zapowiedziano wiele lat temu i wróżą przyszłość komputerów i przetwarzania danych. W porównaniu do dzisiejszych, procesory kwantowe mają być bardziej wyrafinowane, szybsze i znacznie bardziej wydajniejsze. Jednocześnie układy takie zużywać mają ułamek energii tego co obecne układy.
W czym jest trudność? Jak mówi Julian Kelly, student pracujący nad tymi zagadnieniami, jednym z największych wyzwań jakie stoją na drodze do budowy kwantowych układów przetwarzania danych są błędy jakie samoczynnie tworzą się w bitach kwantowych (qbitach).
Qbity mogą istnieć we wszystkich stanach jednocześnie. Metoda zapisywania danych jest inna niż w przypadku znanych nam technologii zapisu informacji w sposób binarny. Sposób działania qbitów wynika z superpozycji stanów. W przypadku zaszumionego otoczenia, qbity mogą bardzo łatwo, szybko i nieprzewidywalne zmieniać swój stan, a co za tym idzie tracone są informacje.
Naukowcy z Santa Barbara pod kierownictwem profesora Johna Martinisa opracowali układ kwantowy, który jest w stanie nie tylko wykorzystywać moc technologii kwantowej, ale jest w stanie efektywnie przechowywać informacje w qbitach. Mowa tu o sprytnej technice korekcji błędów w qbitach.
System ten jest w stanie efektywnie korygować błędy, kompensując wpływ otoczenia. Co więcej, dzieje się to bez ingerencji w stan qbitów. Zgodnie z teorią kwantową, sama obserwacja stanu qbitu powoduje zatrzaśnięcie jego stanu, a tym samym utratę właściwości superpozycji stanów, a więc cech kwantowych.
Zastosowano tu ciekawą budowę układu, jak i specjalny algorytm. Pierwszą rzeczą jest połączenie ze sobą 9 qbitów jako jednego elementu. Takie qbity, umieszczone w sieci pilnują swoich sąsiadów. Wszystko to współpracuje z odpowiednim układem korekcji błedów.
Algorytm opracowany przez Fowlera wykorzystuje tak zwany kod powierzchniowy. Chodzi o sprawdzanie parzystości zmiany stanu qbitu bez ingerencji w niego samego. Nie odczytuje się ich i nie duplikuje się danych, więc dane w qbitach pozostają nienaruszone. Wykorzystując klasyczne metody korekcji błędów, nie byłoby to możliwe.
Fizyka kwantowa tak właśnie działa, o czym wspomnieliśmy powyżej. Próba zmierzenia stanu kwantowego powoduje, że element ten przestaje być kwantowy. Jak się więc do tego zabrać? Dane o parzystości pobiera się z sąsiednich qbitów. Pobiera się w ten sposób niewielką porcję informacji, lecz wystarczająco dużą, aby możliwe było wykrycie błędów, bez ingerencji we właściwości kwantowe samych qbitów.
W efekcie, dane w postaci kwantowej mogą być przechowywane znacznie dłużej niż w klasycznych jednostkach, gdzie informacje przetrzymuje się w jednym qbicie. Nowy układ, będący działającym fizycznym obiektem, pozwala połączyć rozważania teoretyczne z praktyką. Jest to też krok milowy w rozwoju tej dziedziny nauki i technologii, jak podają naukowcy.
Pracę będą kontynuowane. Udało się zniwelować najpoważniejszy kłopot w technice kwantowej, ale nie jedyny. Kolejnym krokiem będzie zbudowanie układu korekcji fazy qbitu, jako drugiego z najpoważniejszych „dolegliwości” systemów kwantowych. Równocześnie przeprowadzane będą dalsze testy nad prototypem, gdzie sprawdzana będzie skuteczność systemu korekcji błędów w dłuższym przedziale czasowym.
Na koniec dodamy, że grupa z Santa Barbara weszła niedawno w partnerstwo z firmą Google, która wspiera rozwój tych technologii.
W czym jest trudność? Jak mówi Julian Kelly, student pracujący nad tymi zagadnieniami, jednym z największych wyzwań jakie stoją na drodze do budowy kwantowych układów przetwarzania danych są błędy jakie samoczynnie tworzą się w bitach kwantowych (qbitach).
Qbity mogą istnieć we wszystkich stanach jednocześnie. Metoda zapisywania danych jest inna niż w przypadku znanych nam technologii zapisu informacji w sposób binarny. Sposób działania qbitów wynika z superpozycji stanów. W przypadku zaszumionego otoczenia, qbity mogą bardzo łatwo, szybko i nieprzewidywalne zmieniać swój stan, a co za tym idzie tracone są informacje.
Naukowcy z Santa Barbara pod kierownictwem profesora Johna Martinisa opracowali układ kwantowy, który jest w stanie nie tylko wykorzystywać moc technologii kwantowej, ale jest w stanie efektywnie przechowywać informacje w qbitach. Mowa tu o sprytnej technice korekcji błędów w qbitach.
System ten jest w stanie efektywnie korygować błędy, kompensując wpływ otoczenia. Co więcej, dzieje się to bez ingerencji w stan qbitów. Zgodnie z teorią kwantową, sama obserwacja stanu qbitu powoduje zatrzaśnięcie jego stanu, a tym samym utratę właściwości superpozycji stanów, a więc cech kwantowych.
Zastosowano tu ciekawą budowę układu, jak i specjalny algorytm. Pierwszą rzeczą jest połączenie ze sobą 9 qbitów jako jednego elementu. Takie qbity, umieszczone w sieci pilnują swoich sąsiadów. Wszystko to współpracuje z odpowiednim układem korekcji błedów.
Algorytm opracowany przez Fowlera wykorzystuje tak zwany kod powierzchniowy. Chodzi o sprawdzanie parzystości zmiany stanu qbitu bez ingerencji w niego samego. Nie odczytuje się ich i nie duplikuje się danych, więc dane w qbitach pozostają nienaruszone. Wykorzystując klasyczne metody korekcji błędów, nie byłoby to możliwe.
Fizyka kwantowa tak właśnie działa, o czym wspomnieliśmy powyżej. Próba zmierzenia stanu kwantowego powoduje, że element ten przestaje być kwantowy. Jak się więc do tego zabrać? Dane o parzystości pobiera się z sąsiednich qbitów. Pobiera się w ten sposób niewielką porcję informacji, lecz wystarczająco dużą, aby możliwe było wykrycie błędów, bez ingerencji we właściwości kwantowe samych qbitów.
W efekcie, dane w postaci kwantowej mogą być przechowywane znacznie dłużej niż w klasycznych jednostkach, gdzie informacje przetrzymuje się w jednym qbicie. Nowy układ, będący działającym fizycznym obiektem, pozwala połączyć rozważania teoretyczne z praktyką. Jest to też krok milowy w rozwoju tej dziedziny nauki i technologii, jak podają naukowcy.
Pracę będą kontynuowane. Udało się zniwelować najpoważniejszy kłopot w technice kwantowej, ale nie jedyny. Kolejnym krokiem będzie zbudowanie układu korekcji fazy qbitu, jako drugiego z najpoważniejszych „dolegliwości” systemów kwantowych. Równocześnie przeprowadzane będą dalsze testy nad prototypem, gdzie sprawdzana będzie skuteczność systemu korekcji błędów w dłuższym przedziale czasowym.
Na koniec dodamy, że grupa z Santa Barbara weszła niedawno w partnerstwo z firmą Google, która wspiera rozwój tych technologii.
RENEX Soldering Championship – zwycięzcy i zdjęcia
Wczoraj zamieściliśmy już co prawda listę zwycięskich przedstawicieli firm, ale nie można zapominać o młodych mistrzach lutownicy – uczniach szkół i studentach, którzy rywalizowali pierwszego dnia mistrzostw.
Qualcomm tnie 1500 etatów
Producent półprzewodników ogłosił zwolnienie 1500 pracowników – redukcje dotyczą...
ROHM zainwestuje w moce produkcyjne
ROHM postawi nowy budynek w japońskim zakładzie Apollo, aby zwiększyć moce produkcyjne w...
Wykład WAVE-TEST / CST na TEC Warszawa 2018
Wykład Jarosława Kwiatkowskiego z firmy WAVE-TEST to z pewnością pozycja obowiązkowa dla wszystkich inżynierów pracujących z wysokimi częstotliwościami.
Prace za ponad 300 mln PLN na budowie fabryki Mercedesa
Montowane są elementy konstrukcyjne hali, w której będą produkowane silniki...
Znamy Mistrza Polski w Lutowaniu!
Dzisiaj po południu zakończyły się zmagania przedstawicieli firm podczas Mistrzostw Polski w Lutowaniu, organizowanych przez włocławski RENEX.
Inteligentne ubrania wyposażane są w coraz bardziej zaawansowane...
Branża odzieżowa coraz częściej korzysta z nowych technologii. Na rynku pojawiają się ubrania...
IPTE zwiększa skalę działalności w Rumunii
IPTE Factory Automation, dostawca urządzeń do produkcji dla przemysłu elektronicznego i...
Polska firma z technologicznym wsparciem dla krajów...
Monitoring temperatury stworzony przez polską firmę Blulog jest używany do...
WB podpisało umowę offsetową w Malezji
18 kwietnia br. reprezentująca Grupę WB spółka WBE Technologies podpisała z...
LUG uruchomi produkcję w Argentynie już w maju
LUG powołała spółkę LUG Argentina SA we wrześniu 2017 roku. Tym samym, finalizując...
Wynalazki naukowców z Politechniki Lubelskiej ze złotym medalem w...
Zespół młodych naukowców z Politechniki Lubelskiej: mgr inż. Karol Fatyga, mgr inż...
Nord Electronics Solutions inwestuje w produkcję
Wrocławski EMS przeprowadził się niedawno do nowej, większej siedziby i zainwestował w rozwój mocy produkcyjnych, mocno stawiając przy okazji na poprawę jakości.
Scanfil wprowadza innowacje dla branży tekstylnej
Szwedzki oddział firmy Scanfil w Åtvidaberg podpisał umowę partnerstwa strategicznego z...
Konferencja „Przyszłość Branży Producentów Elektroniki” i Mistrzostwa...
We Włocławku trwa Konferencja „Przyszłość Branży Producentów Elektroniki” oraz...
ElectroMobility Poland ma nowego prezesa
Od 17 kwietnia 2018 roku na prezesa zarządu spółki ElectroMobility Poland SA...
Porozumiewające się samochody Toyoty same unikną wypadku
Toyota Motor Corporation rozpocznie w 2021 roku w USA sprzedaż samochodów zdolnych...
Usłyszeć obraz – nowatorski system odczytywania kolorów...
Naukowcy z Politechniki Łódzkiej opracowali nowatorski system, który umożliwia - przy użycia...
Samochody połączone z siecią 5G zrewolucjonizują ruch uliczny
Nadchodzi epoka connected cars – samochodów przyszłości z siecią 5G. Podczas podróży...
Rozwiązanie SENER Polska pomoże uprzątnąć olbrzymi „kosmiczny...
Mechanizm zaprojektowany przez SENER Polska w fazie B1 misji e.Deorbit wygrał z...
VIGO System ze zleceniem od dużego kontrahenta
Spółka pozyskała kolejne zamówienie od francuskiego Zodiac Aerotechnics na dostawę...
Continental zainwestuje w Chinach
Continental wybuduje nową fabrykę w Wuhu, aby zapewnić dalszy wzrost firmy na chińskim...
Artykuły, które mogą Cię zainteresować
Most Read
Załaduj więcej newsów
Komentarze