Student ulepszył kod obliczeń kwantowych. Amazon wykorzystuje jego projekt

Pablo Bonilla, dwudziestojednoletni student uniwersytetu w Sydney, znalazł sposób na ulepszenie pisania kodu dla komputerów kwantowych podczas pracy nad projektem z fizyki. Praca przyciągnęła uwagę Yale University w USA i giganta technologicznego – Amazon, który planuje wykorzystać jego kod w komputerze kwantowym dla swojej platformy Amazon Web Services.

Obliczenia kwantowe wykraczają poza klasyczne kodowanie binarne, dzięki wykorzystaniu bitów kwantowych, zwanych kubitami. Moc obliczeniowa wykorzystujących je komputerów rośnie wykładniczo z liczbą kubitów, co potencjalnie czyni je nawet bilion razy szybszymi niż komputery, których używamy obecnie. Uważa się, że komputer kwantowy byłby zdolny do przeprowadzania dużych symulacji w celu rozwiązywania złożonych problemów w branżach takich jak energetyka, farmacja i cyberbezpieczeństwo, a także ułatwiałby ogromne postępy w dziedzinie sztucznej inteligencji. Póki co, to odległa przyszłość, ale projekt wykonany przez młodego studenta znacznie przybliża do osiągnięcia tego celu.

- Technologia kwantowa jest w powijakach, częściowo dlatego, że nie byliśmy w stanie przezwyciężyć nieodłącznej niestabilności maszyn, która powoduje tak wiele błędów. Na drugim roku fizyki poproszono mnie o przyjrzenie się jakimś powszechnie używanym kodom korygującym błędy, aby zobaczyć, czy moglibyśmy je ulepszyć. Odwracając połowę przełączników kwantowych, kubitów, w naszym projekcie, stwierdziliśmy, że możemy skutecznie podwoić naszą zdolność do tłumienia błędów - powiedział Pablo Bonilla.

Błędy są niezwykle rzadkie w cyfrowych tranzystorach lub przełącznikach, których klasyczne komputery używają do uruchamiania naszych telefonów czy laptopów. Jednak przełączniki w komputerach kwantowych, zwane kubitami, są szczególnie wrażliwe na zakłócenia pochodzące ze środowiska zewnętrznego. Aby maszyny kwantowe działały, naukowcy muszą wyprodukować dużą ilość kubitów wysokiej jakości. Można to zrobić, wykorzystując niektóre możliwości maszyn do tłumienia błędów kubitów poniżej określonego progu.

-To, co mnie zadziwia w tym nowym kodzie, to czysta elegancja. Jego niezwykłe właściwości korygujące błędy pochodzą z prostej modyfikacji kodu, który był intensywnie badany przez prawie dwie dekady - powiedziała Shruti Puri, adiunkt na Yale University i wyraziła zainteresowanie nad wykorzystaniem nowego kodu do swoich prac.

Zgadza się z nią dr Earl Campbell, starszy naukowiec zajmujący się badaniami kwantowymi w Amazon Web Services.

-Te badania mnie zaskoczyły. Byłem zdumiony, że tak niewielka zmiana kodu korekcji błędów kwantowych może doprowadzić do tak dużego wpływu na przewidywaną wydajność. Zespół AWS nie może się doczekać dalszej współpracy, gdy będziemy badać inne obiecujące alternatywy, aby przybliżyć nowe, mocniejsze technologie obliczeniowe o krok bliżej rzeczywistości - powiedział.

Źródło: Nature Communications, Univesity of Sydney