Un calculator cuantic și-a corectat pentru prima dată erorile, îmbunătățindu-și calculele: o revoluție în tehnologie?

În ultimii ani, computerele cuantice au captat atenția cercetătorilor și a publicului larg datorită potențialului lor de a revoluționa diverse industrii, de la securitatea cibernetică la simulările chimice complexe.

Unul dintre cele mai mari obstacole pe care aceste mașini incredibil de sofisticate le întâmpină este fluctuația și instabilitatea qubiților, elementele fundamentale ale calculului cuantic. Spre deosebire de biții clasici, qubiții funcționează conform principiilor mecanicii cuantice, ceea ce înseamnă că sunt extrem de sensibili la erori.

Recent, o descoperire inovatoare a avut loc în lumea calculului cuantic: pentru prima dată, un computer cuantic a reușit să își corecteze erorile în mod repetat în timpul unui calcul, îmbunătățindu-și astfel rezultatele. Această reușită, anunțată de cercetători de la Microsoft și compania Quantinuum la Quantum World Congress 2024, reprezintă un pas uriaș către realizarea unui calculator cuantic fiabil, capabil să efectueze calcule complexe care depășesc cu mult capacitățile computerelor clasice.

Cum funcționează corectarea erorilor cuantice?
Corectarea erorilor cuantice este un concept esențial pentru progresul calculului cuantic. În esență, acesta implică utilizarea mai multor qubiți pentru a crea un qubit „logic” mai stabil și mai fiabil, capabil să execute operații complexe. În cazul studiului realizat de Microsoft și Quantinuum, cercetătorii au combinat opt qubiți logici pentru a efectua calcule mai precise. Aceștia au reușit să reducă rata de eroare la o zecime din rata inițială, utilizând o tehnică de corecție a erorilor care remediază fluctuațiile pe parcursul procesului de calcul.

Această tehnică este importantă, deoarece computerele cuantice sunt extrem de sensibile la perturbări, atât externe cât și interne, ca temperatura sau radiațiile. Orice astfel de perturbare poate schimba starea unui qubit și, implicit, poate introduce erori în calculele efectuate. Corectarea acestor erori în timp real permite realizarea unor calcule mai precise și mai fiabile.

Cu toate acestea, deși corectarea erorilor reprezintă un progres major, calculatoarele cuantice sunt încă departe de a deveni mainstream. Microsoft și Quantinuum nu au demonstrat încă un „computer cuantic universal”, care ar fi capabil să efectueze orice tip de operație cuantică. De asemenea, există limitări în ceea ce privește complexitatea calculelor pe care le pot efectua aceste sisteme, având nevoie de resurse suplimentare pentru a susține un număr mare de qubiți logici și pentru a realiza calcule de amploare.