A Google kutatói azt állítják, hogy jelentős mérföldkőhöz érkeztek a hatékonyan működtethető kvantumszámítógépek kifejlesztésében. Friss tanulmányuk szerint sikerült visszaszorítani a technológia régi nagy akadályának tartott hibaarányt.

Míg a hagyományos számítógépek az információt 0 vagy 1 értékű bitekben dolgozzák fel, addig a kvantumszámítógépek qubiteket (kvantumbiteket) használnak, amelyek akár egyszerre képviselhetnek 0 és 1 értéket. Ezt hívják szuperpozíciónak, amely által a kvantumszámítógépek egyszerre rengeteg eredményt fel tudnak dolgozni.

Ezek a gépek a kvantummechanika legelképesztőbb tulajdonságait aknázzák ki, például a kvantum-összefonódás jelenségét, amely során egy bitpár két tagja ugyanabban az állapotban létezhet, még akkor is, ha egymástól nagyon távol van.

Létezik azonban egy dekoherencia nevű probléma, amely során a qubitek elvesztik a tárolt információt, amikor kilépnek kvantumállapotukból, és kapcsolatba kerülnek a külvilággal. Ez magas hibaarányt okoz, ami ráadásul a qubitek számával együtt növekszik.

A Google Quantum AI kutatói most először mutatták be a gyakorlatban, hogy egy hibajavító kódot használó rendszer képes észlelni és kijavítani a hibákat anélkül, hogy a tárolt információ sérülne. A rendszer alapját már az 1990-es években felvetették, ám a korábbi kísérletek még több hibát eredményeztek. „Ha azonban a rendszer minden összetevője kellően alacsony hibaaránnyal rendelkezik, akkor a kvantum-hibajavítás varázsereje működésbe lép” – mondta Hartmut Neven, a Nature-ben megjelent tanulmány társszerzője.

A kutatók szerint az eredmény még mindig nem ideális, és a lehető legalacsonyabb hibaarány elérésére koncentrálnak, de a technikát kulcsfontosságú tudományos mérföldkőnek tartják, és a kvantum-hibajavítást a kvantumszámítógépek jövőjének legfontosabb technológiájának nevezték.

A Google 2019-ben dicsekedett el azzal, hogy elérte a kvantumfölényt: a cég 54 qubites kvantumprocesszora 3 perc és 20 másodperc alatt végzett el egy olyan számítást, ami a világ leggyorsabb szuperszámítógépének tízezer évbe telt volna. Ezt az eredményt kutatók azóta is vitatják, miközben az IBM és kínai kutatók is élen járnak az egyre nagyobb teljesítményű kvantumszámítógépek fejlesztésében.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: