Kiina paljastaa 99,9 % luotettavan kvanttiprosessorin 🚀

Kvanttitieteen ala esittelee nyt joka kuukausi yhä vaikuttavampia uutisia. Kiinalaiset tutkijat osallistuvat kilpailuun paljastamalla merkittävän edistysaskeleen. Heidän uusi kvanttiprosessorinsa, nimeltään Zuchongzhi 3.0, ylittää nykyisten tehokkaimpien supertietokoneiden suorituskyvyn.

Tämä prosessori, joka sisältää 105 suprajohtavaa qubitia, on kehitetty Kiinan Tieteiden ja Teknologian yliopistossa. Se on onnistunut suorittamaan laskentatehtävän muutamassa sadassa sekunnissa, mikä olisi klassisille supertietokoneille mahdotonta ja kestäisi miljardeja vuosia.


Zuchongzhi 3.0:n suorituskykyä mitattiin kvanttilaskennan benchmarkilla, Random Circuit Sampling (RCS). Tämä testi, joka sisältää 83 qubitin ja 32 kerroksen kvanttipiirin, suoritettiin miljoona kertaa nopeammin kuin edellisellä Googlen prosessorilla, Sycamorella.

Tutkijat ovat myös parantaneet kvanttiväylien uskottavuutta ja virheenkorjausta, jotka ovat keskeisiä tekijöitä käytännöllisten kvanttitietokoneiden kehittämisessä. Zuchongzhi 3.0 saavutti 99,90 %:n luotettavuuden yhdelle qubitille ja 99,62 %:n luotettavuuden kahdelle qubitille.

Nämä edistysaskeleet ovat mahdollistuneet teknisten parannusten ansiosta, erityisesti qubitien valmistusmenetelmien ja suunnittelun osalta. Tantalin ja alumiinin käyttö qubitien komponenteissa on vähentänyt virheitä ja parantanut laskentatarkkuutta.

Huolimatta näistä edistysaskelista tutkijat tunnustavat, että käytetyt benchmarkit suosivat kvanttimetodeja. He korostavat myös, että jatkuvat parannukset klassisissa algoritmeissa voisivat kaventaa suorituskykyeroa kvantti- ja klassisten tietokoneiden välillä.

Tämä edistysaskel merkitsee silti tärkeää vaihetta kohti kvanttitietokoneiden käytännön käyttöä nykyisin ratkaisemattomien ongelmien ratkaisemiseksi. Tutkijat näkevät tulevaisuuden, jossa kvanttiprosessorit näyttelevät keskeistä roolia eri tieteellisillä ja teknologisilla aloilla.

mitä on suprajohtava qubit?

Suprajohtava qubit on kvanttitietokoneissa käytettävä qubit-tyyppi, joka on valmistettu suprajohtavista materiaaleista, kuten tantali, niobiumi ja alumiini. Nämä materiaalit mahdollistavat qubitien toimimisen äärimmäisen matalissa lämpötiloissa, mikä vähentää melun herkkyyttä ja lisää kvanttikoherenssia.

Kvanttikoherenssi on ratkaisevan tärkeää qubitien superpositiotilan ylläpitämiseksi, mikä mahdollistaa rinnakkaisten laskentojen suorittamisen. Suprajohtavat qubitit ovat siis välttämättömiä käytännöllisten ja tehokkaiden kvanttitietokoneiden kehittämisessä.

Äskettäin kvanttisuperjohtavien qubitien valmistuksessa ja suunnittelussa tapahtuneet edistysaskeleet, kuten Zuchongzhi 3.0 -projektin puitteissa, ovat parantaneet merkittävästi kvanttiväylien uskottavuutta ja virheenkorjausta, jotka ovat avaintekijöitä monimutkaisten kvanttilaskentojen toteuttamisessa.

Miten Random Circuit Sampling -benchmark toimii?

Random Circuit Sampling (RCS) on benchmark, jota käytetään kvanttitietokoneiden suorituskyvyn arvioimiseen. Se koostuu satunnaisen kvanttipiirin suorittamisesta ja tulosten jakautumisen mittaamisesta, jota verrataan sitten teoreettisesti odotettuun jakautumiseen.

Tämä benchmark on erityisen hyödyllinen kvanttisuuruuden osoittamiseksi, eli kvanttitietokoneen kyvyn ylittää klassiset supertietokoneet tietyissä tehtävissä. RCS on suunniteltu vaikeaksi simuloida klassisilla tietokoneilla, mikä tekee siitä ihanteellisen testin kvanttitieteen edistymisen arvioimiseksi.

Zuchongzhi 3.0:n saamat tulokset tässä benchmarkissa osoittavat, että kvanttitietokoneet pystyvät suorittamaan erityisiä tehtäviä ennätysajassa, avaten uusia sovelluksia eri tieteellisillä ja teknologisilla aloilla.