IBM yaunganisha chipu mbili za qubit 120 kwa nyaya nne za kwanta za usuperkondakta
Watafiti wa IBM wanaripoti kiungo cha njia nne kati ya vichakataji viwili vya qubit 120, chenye usahihi wa wastani wa 99% wa uhamishaji wa hali katika preprint ya arXiv.
Ukurasa huu umetafsiriwa kutoka Kiingereza. Majina ya kampuni na bidhaa pamoja na viungo vya vyanzo hayajabadilishwa. Soma asili kwa Kiingereza
Watafiti wa IBM wanasema wameonyesha kiunganishi cha kwanta cha njia nne kati ya vichakataji viwili vya usuperkondakta vyenye qubit 120 kila kimoja, hatua kuelekea mifumo ya moduli inayojengwa kutoka kwa chipu nyingi badala ya die moja kubwa zaidi. Katika utafiti uliowekwa kwenye arXiv tarehe 27 Oktoba, timu iliripoti usahihi wa wastani wa 99% wa uhamishaji wa hali ya kwanta kupitia viungo vya usuperkondakta vya kiwango cha mita, pamoja na geti za kati ya chipu zenye wastani wa usahihi wa 94.75%. Kazi hiyo ni preprint.
Kilichotangazwa
Katika preprint hiyo, IBM iliunganisha vichakataji viwili vya Nighthawk R1, kila kimoja kikiwa na qubit 120, kwa kutumia nyaya nne za koaksia za alumini zenye urefu wa takriban sentimita 80 ndani ya mfumo wa kriogeniki. Watafiti walitumia viungo hivyo kuhamisha hali za kwanta, kutekeleza operesheni kati ya qubit zilizo kwenye chipu tofauti, na kuzalisha msokoto wa kwanta unaojumuisha vichakataji vyote viwili.
Kampuni inaeleza matokeo hayo kuwa ni onyesho la kwanza, kwa kadiri ya ufahamu wake, la kiunganishi cha kwanta cha njia nyingi kati ya vichakataji vikubwa vya kwanta vya usuperkondakta. Mpangilio huo haukuhusisha qubit zote 240. Badala yake, timu iliunganisha na kupima qubit zilizochaguliwa karibu na viunganishi hivyo ili kuharakisha maendeleo.
Maelezo ya kiufundi
Kila kiungo kilitumia qubit maalumu kwenye ncha za waya, huku vipengele vya uunganishaji vinavyoweza kurekebishwa vikidhibiti mwingiliano kati ya qubit hizo na kiungo cha microwave. Kwa kutumia tathmini ya mtandao, watafiti walipima usahihi wa uhamishaji wa hali katika pande zote mbili na kuripoti kuwa viungo vyote vinne vilizidi 98.86%. Kiungo bora zaidi kilifikia 99.29%, kwa kutokuwa na uhakika wa pointi 0.07 za asilimia.
Kisha timu ilitumia miunganisho hiyo kutekeleza geti za controlled-Z kati ya qubit za ukokotozi kwenye vichakataji tofauti. Geti hizo za mbali zilihitaji uhamishaji wa hali mara mbili, geti tatu za ndani za qubit mbili na vidhibiti vya ziada vya qubit moja. Wastani wa usahihi kwa geti hizo za mbali ulikuwa 94.75%, huku bora zaidi ikifikia 96.42%, kwa kutokuwa na uhakika wa pointi 0.28 za asilimia.
IBM pia iliripoti hali za msokoto wa kwanta zilizosambazwa kwenye chipu hizo mbili. Watafiti walizalisha jozi mbili za msokoto kwa wakati mmoja kupitia viungo vya karibu, ingawa jozi moja ilionyesha usahihi wa chini wakati wa operesheni ya wakati mmoja. Zaidi ya hayo, waliunda hali za msokoto za qubit nne na qubit sita zinazojumuisha vichakataji hivyo. Usahihi uliopimwa ulikuwa 77.23% kwa hali ya qubit nne na 67.67% kwa hali ya qubit sita; baada ya urekebishaji wa takwimu kwa makosa ya vipimo, thamani hizo zilipanda hadi 91.70% na 90.87%.
Ufungaji na utegemevu
Sehemu muhimu ya kazi hiyo ilikuwa ujumuishaji wa kimakanika na wa kriogeniki. Nyaya ziliunganishwa kwa pembe ya wima kwa uso wa chipu, jiometri ambayo watafiti wanasema inafaa zaidi kwa mipangilio yenye msongamano mkubwa wa viunganishi kuliko mipangilio ya awali ya sambamba. Uunganishaji huo ulitumia bondi za shinikizo za indium-kwa-indium zilizoundwa kwenye joto la kawaida baada ya moduli za kichakataji kufungwa ndani ya cryostat.
Kulingana na utafiti huo, viungo vyote vinne viliendelea kufanya kazi katika mizunguko mitatu ya kupashwa joto na kupozwa tena bila marekebisho ya miunganisho.
Makala hiyo pia inabainisha uga wa sumaku wakati wa kupozwa kama chanzo cha upotevu kwenye nyaya. IBM iliongeza tabaka mbili za kinga ya sumaku kuzunguka nyaya hizo, ingawa watafiti wanaeleza msuko wa kinga hiyo kama hatua ya muda.
Kwa nini ni muhimu
Matokeo hayo yanashughulikia swali kuu la kuongeza kiwango katika kompyuta za kwanta za usuperkondakta: iwapo vichakataji vingi vinaweza kuunganishwa bila kupoteza taarifa nyingi mno za kwanta zinazohitajika kwa ukokotozi wenye manufaa. Kujenga mifumo mikubwa zaidi kutoka kwa moduli kunaweza kupunguza vikwazo vya kimwili vinavyohusiana na ukubwa wa chipu, uunganishaji wa nyaya na ufungaji.
Wakati huohuo, data zinaonyesha pengo linalobaki kati ya uhamishaji msingi wa hali na operesheni kamili zilizosambazwa. Muundo wa makosa wa IBM ulihusisha takriban 77% ya kosa la uhamishaji wa hali na uthabiti mdogo wa cable na qubit maalumu, hasa dephasing. Watafiti wanasema waliruka kimakusudi baadhi ya hatua za utengenezaji na uchakataji zinazojulikana kuboresha utendaji wa qubit ili kuharakisha jaribio hilo.
Mambo ya kufuatilia
Jaribio linalofuata litakuwa iwapo IBM inaweza kubadili viungo vinne vinavyofanya kazi kuwa idadi kubwa zaidi ya miunganisho inayoweza kurudiwa na kutengenezwa kwa uzalishaji huku ikiongeza usahihi. Makala hiyo pia inaashiria uwezekano wa mabadiliko ya usanifu: kuunganisha vipengele vya kiunganishi moja kwa moja ndani ya mpangilio wa kichakataji ili kupunguza idadi ya hatua zinazohitajika kwa geti za mbali.
Kwa sasa, kazi hiyo inaonyesha sehemu ndogo ya mfumo yenye matumaini badala ya kompyuta kamili ya kwanta ya moduli. Kama waandishi walivyosema, changamoto iliyo mbele ni matumizi ya kuaminika na ya mara kwa mara ya viungo kama hivyo katika ukokotozi uliorekebishwa kwa makosa.
Vyanzo
Taarifa kwenye ukurasa huu zinatokana na vyanzo vilivyo hapa chini, vilivyokusanywa na DesignQuantum.