Nội dung bài viết
Nhưng hệ thống này sẽ đòi hỏi một bước nhảy vọt từ bất kỳ phần cứng hiện có nào. Cách đây không lâu, chúng tôi đã đưa tin về một thông báo của Amazon rằng họ sẽ lưu trữ một máy tính lượng tử hữu ích từ đối tác QuEra vào khoảng năm 2028.
Hệ thống này hứa hẹn một số con số đáng ngạc nhiên so với bất kỳ thứ gì trên thị trường hiện nay: hơn 10.000 qubit riêng lẻ, mỗi qubit có tỷ lệ lỗi đủ thấp để hệ thống có thể hỗ trợ hàng trăm qubit logic được sửa lỗi.
Nhưng QuEra phải đạt được điều đó từ phần cứng hiện tại của nó, với tốc độ 260 qubit tương đối dễ bị lỗi. Những thông tin chi tiết về cách nó sẽ đạt được điều đó đã được để lại vào thứ Tư tuần trước, khi QuEra công bố lộ trình của mình.
Nhưng thông báo này chỉ làm nổi bật khoảng cách: Sẽ không có bản phát hành phần cứng mới nào từ thời điểm hiện tại cho đến chiếc máy hữu ích và QuEra hứa hẹn sẽ cung cấp một chiếc máy thậm chí còn mạnh hơn chỉ một năm sau.
Yuval Borger của QuEra nói với Ars: “Công ty đã đưa ra quyết định chiến lược là không bán hệ thống NISQ [lượng tử quy mô trung gian ồn ào] nữa”.
Hai hệ thống mà nó cung cấp trước đây có khả năng tương tự nhau, với khoảng 250 qubit phần cứng và tỷ lệ lỗi đáng kể—đủ để kiểm tra một số lỗi mã sửa lỗi, nhưng không đủ để sử dụng qubit logic trong các ứng dụng. Cỗ máy mà họ đề xuất xây dựng cho Amazon sẽ là một cỗ máy rất khác biệt.
Nó sẽ có hơn 10.000 qubit vật lý mà QuEra dự định sử dụng để tạo ra 256 qubit logic được sửa lỗi. Khi tính năng sửa lỗi được kích hoạt, chúng sẽ có tỷ lệ hoạt động không có lỗi là 99,9999 phần trăm, điều mà công ty kỳ vọng sẽ cho phép hàng triệu thao tác được thực hiện thành công.
Và có một phần tiếp theo. Đến năm 2029, QuEra hứa hẹn sẽ có người kế nhiệm với số lượng qubit phần cứng gấp đôi, có khả năng hỗ trợ hơn 1.000 qubit logic.
Khả năng chống lỗi sẽ tăng lên 99,9999999 phần trăm. Máy của QuEra hoạt động bằng cách sử dụng các nguyên tử trung tính được giữ trong lưới bằng tia laser, do đó việc tăng số lượng qubit phần lớn là vấn đề tăng công suất laser.
Và hai phòng thí nghiệm học thuật đã ra mắt QuEra và cấp phép IP cho nó đã trình diễn hệ thống 3.000 qubit. Việc mở rộng quy mô sẽ là một thách thức nhưng có một lộ trình rõ ràng để thực hiện điều đó.
Các phòng thí nghiệm cũng đã chứng minh khả năng thay thế các nguyên tử bị mất trong quá trình vận hành, một khả năng rất quan trọng để duy trì hoạt động của các máy này. Thách thức lớn hơn mà QuEra phải đối mặt là những tương lai này máy yêu cầu giảm đáng kể tỷ lệ lỗi của qubit phần cứng.
Là một phép tính gần đúng, tỷ lệ lỗi của qubit logic phụ thuộc vào sự kết hợp giữa số lượng qubit phần cứng được sử dụng để tạo ra qubit logic và tỷ lệ lỗi của qubit phần cứng.
Nếu tỷ lệ lỗi phần cứng giảm xuống, bạn có thể nhận được hiệu suất sửa lỗi tương tự từ một qubit logic được xây dựng với ít phần cứng hơn.
(Một số sơ đồ sửa lỗi hiệu quả hơn sử dụng ít qubit phần cứng hơn, nhưng có những giới hạn về mức độ có thể đẩy điều này đến mức nào.) Trong cỗ máy năm 2028 của mình, QuEra sẽ sử dụng mã sửa lỗi yêu cầu 40 qubit phần cứng cho mỗi qubit logic.
Một năm sau, họ dự định cắt giảm số qubit phần cứng trên mỗi qubit logic xuống còn 20.
Việc giảm xuống con số đó sẽ yêu cầu tỷ lệ lỗi phần cứng giảm xuống chỉ để giữ nguyên mức hiệu suất, ngoại trừ QuEra cũng hứa hẹn hiệu suất tốt hơn đáng kể, điều đó có nghĩa là tỷ lệ lỗi phần cứng sẽ còn giảm hơn nữa. Không rõ sự sụt giảm đó sẽ đến từ đâu, đặc biệt là dự kiến chỉ mất một năm.
Khi chúng tôi hỏi QuEra về những thách thức lớn nhất còn lại, tỷ lệ lỗi không được đề cập đến ned cụ thể.
Borger nói với Ars: “Rất nhiều thách thức giữa hiện tại và hệ thống sản xuất trên đám mây là những thách thức cổ điển, không phải thách thức lượng tử: điều khiển điện tử, sửa lỗi lượng tử theo thời gian thực, xây dựng trình biên dịch cho phép người dùng dễ dàng khai thác sức mạnh của hệ thống”.
Mặc dù công ty đã liệt kê tỷ lệ lỗi hiện tại đối với phần cứng của mình (rất tốt nhưng hiện tại chưa đủ tốt cho việc này), nhưng công ty không chỉ rõ mức hiệu suất cần thiết để đạt được các mục tiêu đã hoạch định.
Thông báo này có thể rất thú vị, nhưng thật khó để đánh giá mức độ nghiêm túc của việc thực hiện các kế hoạch của QuEra. Ars Technica đã tách tín hiệu khỏi tiếng ồn trong hơn 25 năm.
Với sự kết hợp độc đáo giữa hiểu biết về kỹ thuật và mối quan tâm sâu rộng đến nghệ thuật và khoa học công nghệ, Ars là nguồn đáng tin cậy trong biển thông tin. Suy cho cùng, bạn không cần phải biết mọi thứ, chỉ cần biết những gì quan trọng.
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.