Revoluție în Computația Cuantică: Noua Tehnică Poate Reduce Erorile cu Până la 100 de Ori

Cercetătorii au dezvoltat o nouă metodă, numită toleranță la erori algoritmică (AFT), care promite să accelereze corecția erorilor în computația cuantică cu până la 100 de ori. Această descoperire poate scurta considerabil timpul necesar calculatoarelor cuantice pentru a rezolva probleme complexe.

Tehnica AFT reconfigurează algoritmii cuantici astfel încât aceștia să poată detecta și corecta erorile în timp real, fără a opri procesul pentru verificări periodice. În simulări, AFT a redus timpul și efortul computațional necesar pentru corecția erorilor cu până la 100 de ori, menținând totodată acuratețea rezultatelor, conform cercetătorilor de la QuEra. Studiul, publicat pe 24 septembrie în revista Nature, a fost realizat pe un calculator cuantic simulat, bazat pe arhitectura de atomi neutri.

Yuval Boger, director comercial la QuEra, a declarat pentru Live Science că rezultatele reprezintă “un moment important pe drumul către calculatoare cuantice practice și la scară largă”, anticipând că testele pe hardware ar putea avea loc “în următorii unu sau doi ani”.

“Computația cuantică tolerabilă la erori necesită atât hardware scalabil, cât și corecție eficientă a erorilor. AFT abordează direct partea de eficiență, eliminând un obstacol major”, a adăugat Boger. “Deși încă nu am ajuns la sisteme complet tolerante la erori, acest rezultat avansează semnificativ cronologia, demonstrând că supravegherea enormă odată presupusă nu este inevitabilă.”

Calculatoarele cuantice au potențialul de a procesa informații mult mai rapid decât supercomputerele actuale, care la rândul lor sunt mult mai puternice decât un PC de top. Problema este că qubiții, echivalentul cuantic al biților clasici, sunt extrem de fragili. Pentru a efectua un calcul fiabil, qubiții trebuie să mențină o stare cuantică delicată, cunoscută sub numele de “coerență”, suficient de lungă pentru a procesa informațiile. Orice perturbare minimă din mediu, fie că este vorba de căldură, zgomot sau interferențe electrice, poate perturba această stare, distrugând informațiile deținute de qubit.

Computația cuantică tolerantă la erori permite sistemelor cuantice să ruleze calcule mai lungi și mai complexe fără a fi deraiați de interferențe. Aceasta se bazează în mod tipic pe tehnologii QEC precum qubiții logici, care protejează informațiile distribuind aceleași date pe mai mulți qubiți fizici – adesea atomi, ioni sau circuite superconductoare.

Deoarece măsurarea directă a unui qubit distruge starea sa cuantică, QEC asigură că erorile pot fi detectate și corectate fără a colapsa informațiile codificate. Cu toate acestea, adaugă un volum mare de calcul, deoarece implică inserarea verificărilor de erori la intervale regulate.

AFT funcționează diferit, restructurând algoritmii cuantici pentru a optimiza procesul de corecție a erorilor și pentru a minimiza întârzierile în calcul.