105 kubit və 182 bağlayıcı ilə superkeçirici kvant hesablama prototipi olan Zuchongzhi-3, təsadüfi kvant dövrələrinin seçilməsi sahəsində əhəmiyyətli irəliləyişlər əldə etdi. Bu prototip Çin Elm və Texnologiya Universitetinin (USTC) tədqiqat qrupu tərəfindən uğurla hazırlanıb.

Bu prototip hazırda mövcud olan ən sürətli superkompüterdən 10 ¹⁵ dəfə və Google tərəfindən dərc edilən ən son nəticələrdən bir milyon dəfə daha sürətli sürətlə işləyir . Bu nailiyyət, Zuchongzhi-2-nin uğurundan sonra kvant hesablamalarının performansının artırılmasında mühüm mərhələdir. Tədqiqatın nəticələri Physical Review Letters jurnalında örtük məqaləsi kimi dərc edilib .

Kvant üstünlüyü klassik kompüterlər üçün mümkün olmayan tapşırıqları yerinə yetirməyə qadir olan kvant kompüterinin nümayişidir. 2019-cu ildə Google-un 53-qubitlik Sycamore prosessoru təsadüfi dövrə seçmə tapşırığını 200 saniyəyə tamamladı ki, bu da o zaman dünyanın ən sürətli superkompüterində simulyasiya etmək təxminən 10.000 il çəkəcəkdi.

Bununla belə, 2023-cü ildə USTC 1400-dən çox A100 GPU-dan istifadə edərək eyni tapşırığı təxminən 14 saniyə ərzində yerinə yetirərək daha təkmil klassik alqoritmlər nümayiş etdirdi. Daha böyük yaddaşla təchiz edilmiş Frontier superkompüterlərinin istifadəsi ilə tapşırığın cəmi 1,6 saniyəyə yerinə yetiriləcəyi gözlənilir. Nəticədə, o zaman Google-un “kvant hesablama üstünlüyü” iddiası alt-üst oldu.

Sonradan, optimal klassik alqoritmdən etalon kimi istifadə edərək, USTC-nin eyni komandası 2020-ci ildə “Jiuzhang” fotonik kvant hesablama prototipi ilə ilk ciddi şəkildə sübut edilmiş kvant üstünlüyünə nail oldu. Bunun ardınca 2021-ci ildə eyni tapşırığın yüksək ötürücü sistem və ya yüksək ötürücülük prosesində əldə edilməsi izləndi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741080211&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-superconducting-quantum-processor-prototype-faster.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741080211140&bpp=1&bdt=89&idt=202&shv=r20250303&mjsv=m202502260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741080102%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3377484256954&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1939&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090735%2C42532523%2C95344789%2C95354310%2C95354326%2C95354336%2C31090357%2C95350015%2C95353078%2C95353782&oid=2&pvsid=2549927122548177&tmod=707822213&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&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=207

2023-cü ildə komandanın hazırladığı 255 fotonlu Jiuzhang-3 kvant üstünlüyünü nümayiş etdirdi ki, bu da klassik superkompüterləri 10 ¹⁶ dəfə üstələdi. 2024-cü ilin oktyabrında Google-un 67 kubitlik superkeçirici kvant prosessoru Sycamore klassik superkompüterləri doqquz böyüklük dərəcəsi ilə üstələyərək kvant üstünlüyünü nümayiş etdirdi.

66 kubitlik Zuchongzhi-2-yə əsaslanaraq, USTC tədqiqat qrupu 105 kubit və 182 bağlayıcı olan Zuchongzhi-3-ü inkişaf etdirmək üçün əsas performans göstəricilərini əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirdi. Kvant prosessoru 72 μs koherens vaxtına, paralel tək kubitli qapının etibarlılığına 99,90%, paralel iki kubit qapının etibarlılığına 99,62% və paralel oxunma dəqiqliyinə 99,13% nail olur. Uzadılmış uyğunluq müddəti daha mürəkkəb əməliyyatların və hesablamaların yerinə yetirilməsi üçün lazımi müddəti təmin edir.

Qabiliyyətlərini qiymətləndirmək üçün komanda sistemdə 83 kubitlik, 32 qatlı təsadüfi dövrə seçmə tapşırığını yerinə yetirdi. Hazırkı optimal klassik alqoritmlə müqayisədə hesablama sürəti dünyanın ən güclü superkompüterinin sürətini 15 böyüklük dərəcəsi ilə üstələyir. Bundan əlavə, o, ötən ilin oktyabrında Google tərəfindən dərc edilmiş ən son nəticələri 6 böyüklük dərəcəsi ilə üstələyərək, superkeçirici sistemdə bu günə qədər ən güclü kvant hesablama üstünlüyü yaradır.

Zuchongzhi-3 ilə ən güclü kvant hesablama üstünlüyünə nail olduqdan sonra komanda kvant səhvlərinin korreksiyası , kvant qarışıqlığı , kvant simulyasiyası, kvant kimyası və digər sahələrdə tədqiqatları fəal şəkildə inkişaf etdirir. Tədqiqatçılar qubitlər arasında səmərəli qarşılıqlı əlaqəni asanlaşdıran və məlumat ötürmə sürətlərini artıran 2D şəbəkəli qubit arxitekturasını qəbul etdilər.

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

Bu arxitekturaya əsaslanaraq, komanda səth kodunu inteqrasiya etdi və məsafə-7 səth kodu ilə kvant səhvinin korreksiyasını fəal şəkildə araşdırır. Bu məsafəni 9 və 11-ə qədər artırmaq, kvant bitlərinin kütləvi inteqrasiyasına və manipulyasiyasına yol açmaq üçün planlar hazırlanıb.

Komandanın işi böyük əhəmiyyətə malikdir və geniş rəğbət qazanmışdır. Bir jurnal rəyçisi bunu “ən müasir performans göstərən yeni superkeçirici kvant kompüterinin müqayisəsi” və “əvvəlki 66 kubitlik cihazdan (Zuchongzhi-2) əhəmiyyətli bir təkmilləşdirmə” kimi təsvir etdi.

Tədqiqat qrupuna Pan Jianwei, Zhu Xiaobo və Peng Chengzhi, Şanxay Kvant Elmləri Tədqiqat Mərkəzi, Henan Key Kvant İnformasiya və Kriptoqrafiya Laboratoriyası, Çin Milli Metrologiya İnstitutu, Jinan Kvant Texnologiyası İnstitutu, Xidian Universitetinin Mikroelektronika Məktəbi və Çin Elmləri İnstitutu nəzdindəki Physys Elmləri İnstitutu ilə əməkdaşlıq etdi.

Daha çox məlumat: Dongxin Gao və digərləri, 105-qubit Zuchongzhi 3.0 Prosessoru ilə Kvant Hesablama Üstünlüyündə Yeni Benchmarkın yaradılması, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.090601 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2412.11924

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Çin Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir