Kvant kompüterləri hesablamaları sürətləndirmək, yeni dərmanların dizaynına kömək etmək, kodları sındırmaq və ekzotik yeni materialları kəşf etmək potensialına malikdir, lakin bu, yalnız onlar həqiqətən işlək olduqda olur.

Mane olan bir əsas şey: səs-küy və ya kvant maşınında hesablamalar zamanı yaranan səhvlər – bu, əslində onları klassik kompüterlərdən daha az güclü edir – son vaxtlara qədər.

USC Viterbi Mühəndislik Məktəbində Mühəndislik üzrə Viterbi Professoru və Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi professoru Daniel Lidar kvant səhvinin korreksiyasını təkrarlayır və USC və Johns Hopkins-in əməkdaşları ilə birlikdə yeni bir araşdırmada kvant üstünlüklü IBM-12-qbit eksponensialını nümayiş etdirə bilmişdir. Eagle prosessoru ilə işləyən kvant kompüterləri, bulud üzərində.

“Abelian Gizli Altqrup Problemi üçün Alqoritmik Kvant Sürətinin Göstərilməsi” adlı məqalə Physical Review X jurnalında dərc olunub .

Quantum Elements, Inc-in həmtəsisçisi olan Lidar deyir: “Əvvəllər çoxhədli sürətləndirmə kimi daha təvazökar sürətləndirmə növlərinin nümayişi var idi. “Lakin eksponensial sürətləndirmə kvant kompüterlərindən gözlədiyimiz ən dramatik sürət növüdür.”

Lidar deyir ki, kvant hesablamaları üçün əsas mərhələ həmişə adi “klassik” kompüterlərə nisbətən miqyaslı sürətləndirmə ilə bütün alqoritmləri icra edə biləcəyimizi nümayiş etdirmək olub.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750656548&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-scientists-unconditional-exponential-quantum-scaling.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750656548115&bpp=1&bdt=162&idt=38&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5449296939501&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1957&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093050%2C95331833%2C95353386%2C95362655%2C95364385%2C95359266%2C95364330%2C95364391&oid=2&pvsid=7892565273638312&tmod=1538617783&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=121

O, aydınlaşdırır ki, miqyasın sürətləndirilməsi hər şeyi, məsələn, 100 dəfə daha sürətli edə biləcəyiniz demək deyil. “Əksinə, siz daha çox dəyişən daxil etməklə problemin ölçüsünü artırdıqca, kvant və klassik performans arasındakı fərq artmağa davam edir. Və eksponensial sürət artımı o deməkdir ki, hər bir əlavə dəyişən üçün performans boşluğu təxminən iki dəfə artır. Üstəlik, nümayiş etdirdiyimiz sürət qeyd-şərtsizdir.”

Sürətlənməni “şərtsiz” edən şey, Lidar izah edir ki, o, heç bir sübut olunmamış fərziyyələrə əsaslanmır. Əvvəlki sürətləndirmə iddiaları, kvant alqoritmini müqayisə etmək üçün daha yaxşı klassik alqoritmin olmadığı fərziyyəsini tələb edirdi.

Burada, Lidarın rəhbərlik etdiyi komanda kvant kompüteri üçün dəyişdirdikləri alqoritmdən “Simon problemi”nin variasiyasını həll etmək üçün istifadə etdi, kvant alqoritmlərinin erkən nümunəsi, nəzəri olaraq hər hansı bir klassik həmkarından daha sürətli, qeyd-şərtsiz bir tapşırığı həll edə bilər.

Simon problemi riyazi funksiyada gizli təkrarlanan nümunənin tapılmasını əhatə edir və kodları sındırmaq və bütün kvant hesablama sahəsini işə salmaq üçün istifadə edilə bilən Shor faktorinq alqoritmi kimi tanınan şeyin xəbərçisi hesab olunur. Simon problemi, oyunçuların yalnız oyun sahibinə (“oracle”) məlum olan gizli nömrəni təxmin etməyə çalışdıqları bir tahmin oyununa bənzəyir.

Bir oyunçu oracle tərəfindən qaytarılan cavabların eyni olduğu iki nömrəni təxmin etdikdən sonra gizli nömrə açılır və həmin oyunçu qalib gəlir. Kvant oyunçuları bu oyunu klassik oyunçulardan daha sürətli qazana bilər.

Beləliklə, komanda eksponensial sürətinə necə nail oldu? USC-nin doktorant tədqiqatçısı və ilk müəllifi Phattharaporn Singkanipa deyir: “Əsas odur ki, aparatdan hər bir unsiya performansı sıxışdırırdı: daha qısa dövrələr, daha ağıllı nəbz ardıcıllığı və statistik səhvlərin azaldılması.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Tədqiqatçılar buna dörd fərqli yolla nail olublar:

Birincisi, onlar nə qədər məxfi nömrələrə icazə veriləcəyini məhdudlaşdırmaqla (texniki olaraq, məxfi nömrələr dəstinin ikili təsvirində 1-in sayını məhdudlaşdırmaqla) məlumatların daxil edilməsini məhdudlaşdırdılar. Bu, əks halda tələb olunduğundan daha az kvant məntiqi əməliyyatları ilə nəticələndi və bu da səhvlərin yaranması imkanını azaldıb.

İkincisi, onlar transpilyasiya kimi tanınan metoddan istifadə edərək tələb olunan kvant məntiqi əməliyyatlarının sayını mümkün qədər sıxışdırdılar.

Üçüncüsü və ən əsası, tədqiqatçılar “dinamik ayırma” adlanan metodu tətbiq etdilər ki, bu da kvant kompüterindəki qubitlərin davranışını onların səs-küylü mühitindən ayırmaq və kvant emalını yolda saxlamaq üçün diqqətlə hazırlanmış impulsların ardıcıllığını tətbiq etmək deməkdir. Dinamik ayırma onların kvant sürətini nümayiş etdirmək qabiliyyətinə ən dramatik təsir göstərdi.

Nəhayət, onlar alqoritmin sonunda kubitlərin vəziyyətinin ölçülməsində çatışmazlıqlar səbəbindən dinamik ayırmadan sonra qalan müəyyən səhvləri tapıb düzəldən üsul olan “ölçmə xətalarının azaldılması” metodunu tətbiq etdilər.

USC Dornsife Ədəbiyyat, İncəsənət və Elm Kollecində kimya və fizika professoru olan Lidar deyir: “Kvant hesablama cəmiyyəti kvant prosessorlarının məqsədyönlü tapşırıqlarda klassik analoqlarını necə üstələməyə başladığını və klassik hesablamanın sadəcə çata bilməyəcəyi bir əraziyə qədəm qoyduğunu göstərir. miqyaslı kvant üstünlüyü.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750656548&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-scientists-unconditional-exponential-quantum-scaling.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTA0Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750656548115&bpp=1&bdt=162&idt=51&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750656296%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=5449296939501&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4246&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093050%2C95331833%2C95353386%2C95362655%2C95364385%2C95359266%2C95364330%2C95364391&oid=2&pvsid=7892565273638312&tmod=1538617783&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=121

O əlavə edir ki, bu yeni araşdırma ilə, “Performansın ayrılması geri qaytarıla bilməz, çünki nümayiş etdirdiyimiz eksponensial sürət ilk dəfə olaraq qeyd-şərtsizdir.” Başqa sözlə, kvant performans üstünlüyü ilə mübahisə etmək getdikcə çətinləşir.

Lidar xəbərdarlıq edir ki, “bu nəticənin təxmin etmə oyunlarını qazanmaqdan başqa praktik tətbiqləri yoxdur və kvant kompüterlərinin praktiki real dünya problemini həll etdiyi iddia edilməzdən əvvəl hələ çox iş görülməlidir.”

Bunun üçün cavabı əvvəlcədən bilən “oracles”ə etibar etməyən sürətləndirmələrin nümayiş etdirilməsi və getdikcə daha böyük kvant kompüterlərində səs-küyün və dekoherensiyanın daha da azaldılması üsullarında əhəmiyyətli irəliləyişlər tələb olunacaq. Buna baxmayaraq, kvant kompüterlərinin eksponensial sürətləndirmələri təmin etmək üçün əvvəllər “kağız üzərindəki vədi” indi möhkəm şəkildə nümayiş etdirildi.

Daha çox məlumat: Phattharaporn Singkanipa və başqaları, Abelian Gizli Alt Qrup Problemi üçün Alqoritmik Kvant Sürətləndirilməsinin nümayişi, Fiziki İcmal X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.021082

Jurnal məlumatı: Physical Review X 

Cənubi Kaliforniya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir