การใช้งาน Ququart GKP แบบลอจิคัล เครดิต: ธรรมชาติ (2025) ดอย: https://doi.org/10.1038/S41586-025-08899-Y
ในโลกของการคำนวณควอนตัมการกระจายพื้นที่ของฮิลเบิร์ต – การวัดจำนวนรัฐควอนตัมที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถรับได้ – เป็นเจ้าของที่มีค่า การปรากฏตัวของพื้นที่ขนาดใหญ่ของ Gilbert ช่วยให้คุณสร้างการดำเนินงานควอนตัมที่ซับซ้อนมากขึ้นและมีบทบาทชี้ขาดในการรับรองการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม (QEC) ที่จำเป็นในการปกป้องข้อมูลควอนตัมจากเสียงรบกวนและข้อผิดพลาด
การศึกษาล่าสุดของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเยลตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ Kudits ถูกสร้างขึ้น – ระบบควอนตัมที่เก็บข้อมูลควอนตัมและสามารถมีอยู่ได้มากกว่าสองเงื่อนไข การใช้ Kutrite (ระบบควอนตัม 3 ระดับ) และ Ququart (ระบบควอนตัม 4 ระดับ) นักวิจัยแสดงให้เห็นถึงการแก้ไขข้อผิดพลาดการทดลองควอนตัมครั้งแรกของโลกสำหรับหน่วยควอนตัมที่สูงขึ้นโดยใช้รหัส Boson Gottesman-Kitaev-Preskill
คอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ในตลาดมักจะประมวลผลข้อมูลโดยใช้สถานะควอนตัมที่เรียกว่าหน่วยน้ำท่วมก้อนคล้ายกับบิตบนคอมพิวเตอร์ทั่วไปซึ่งสามารถมีอยู่ในสองเงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนขึ้น (1) และลง (0) เช่นเดียวกับ 0 และ 1 ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการซ้อนควอนตัม พื้นที่ของหนึ่งลูกบาศก์ของฮิลเบิร์ตเป็นพื้นที่เวกเตอร์ที่ซับซ้อนสองมิติ
ตั้งแต่ที่ดีกว่าในกรณีของพื้นที่ของกิลเบิร์ตการใช้ kudytes แทนที่จะเป็นลูกบาศก์ได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์ที่ดี
Kudits สามารถทำงานได้เช่นการสร้างประตูควอนตัมการจัดการอัลกอริทึมการสร้างรัฐ“ เวทมนต์” พิเศษและการสร้างแบบจำลองของระบบควอนตัมที่ซับซ้อนมากกว่าเมื่อ ในการใช้กองกำลังเหล่านี้นักวิจัยใช้เวลาหลายปีในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้ qudit โดยใช้โฟตอนอะตอมและโมเลกุลพิเศษและวงจร superconducting
การรักษาความมั่นคง GKP QDITS เครดิต: ธรรมชาติ (2025) ดอย: https://doi.org/10.1038/S41586-025-08899-Y
ความน่าเชื่อถือของการคำนวณควอนตัมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ QEC ซึ่งปกป้องข้อมูลควอนตัมที่เปราะบางจากเสียงรบกวนและข้อเสีย อย่างไรก็ตามความพยายามในการทดลองส่วนใหญ่ใน QEC นั้นมีความเข้มข้นเฉพาะในคิวบ์และดังนั้นจึงมีการตั้งรกรากอยู่ในเบาะหลัง
นักวิจัยในการศึกษานี้นำเสนอการสาธิตการทดลองครั้งแรกของการแก้ไขข้อผิดพลาดสำหรับ Qutrit และ Ququart โดยใช้ Gottesman -Kitaev -Preskill (GKP) รหัส bosonic เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบเป็นความทรงจำควอนตัมสามและไตรมาสนักวิจัยได้เลือกอัลกอริทึมสำหรับการสอนการเสริมแรงประเภทการเรียนรู้ของเครื่องซึ่งใช้วิธีการทดสอบและข้อผิดพลาดเพื่อค้นหาวิธีที่ดีที่สุดในการแก้ไขข้อผิดพลาดหรือควบคุมประตูควอนตัม
การทดลองผลักจุดแบ่งออกเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดแสดงให้เห็นถึงวิธีการที่ใช้งานได้จริงและฮาร์ดแวร์มากขึ้นสำหรับ QEC โดยใช้พลังของพื้นที่ขนาดใหญ่ของ Gilbert
นักวิจัยทราบว่าการสูญเสียโฟตอนที่เพิ่มขึ้นและความเร็วในการคลี่คลายสถานะ QKP QDIT สามารถนำไปสู่การลดลงเล็กน้อยในชีวิตของข้อมูลควอนตัมที่เข้ารหัสใน kudits เชิงตรรกะ แต่ในทางกลับกันสิ่งนี้ให้การเข้าถึงสถานะควอนตัมตรรกะมากขึ้นในระบบทางกายภาพเดียว
ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงสัญญาที่จะตระหนักถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้และปรับขนาดได้และสามารถนำไปสู่การพัฒนาในด้านการเข้ารหัสวิทยาศาสตร์วัสดุและการตรวจจับยา
ข้อมูลเพิ่มเติม:
Benjamin L. Brock และอื่น ๆ การแก้ไขควอนตัมของข้อผิดพลาดของ kudytes นอกการพัฒนา ธรรมชาติ (2025) ดอย: 10.1038/s41586-025-08899-y
© 2025 Science X Network
การอ้างอิง: การแสดงที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกของการแก้ไขควอนตัมของข้อผิดพลาดใน Qudits สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม (2025, 18 พฤษภาคม), ได้รับเมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม 2568 จาก https: /phys.org/news/2025-05- ประสบความสำเร็จ-quantum-error-quits.html.html
เอกสารนี้ขึ้นอยู่กับลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากการทำธุรกรรมที่เป็นธรรมบางอย่างเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัยหรือการศึกษาเอกชนยังไม่มีส่วนใดที่สามารถทำซ้ำได้โดยไม่ต้องมีการลงมติเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหามีให้สำหรับวัตถุประสงค์ด้านข้อมูลเท่านั้น
