En ny studie fra IBM utfordrer det etablerte synet på støy i kvantedatamaskiner.
Forskere viser at visse typer støy kan forlenge nyttig beregningstid og gjøre maskinene mer kraftige enn tidligere antatt, skriver The Quantum Insider.
Støy som ressurs
I årevis har det vært enighet om at støy er kvantedatamaskinens største fiende. Uten avansert feilkorrigering og målinger midt i beregningene har man trodd at støy raskt gjør kvantekretser ubrukelige.
Men i en ny artikkel i PRX Quantum viser IBM-forskerne Oles Shtanko og Kunal Sharma at såkalt ikke-unital støy – en type støy som trekker qubitene mot en bestemt tilstand – kan brukes som en ressurs.
– Dissipasjon, som vi tidligere har sett på som destruktiv, kan i stedet «kjøle» qubitene og gjøre dem renere, forklarer forskerne i artikkelen.
RESET-protokollen kan «rense» qubiter
IBM-teamet har utviklet en metode de kaller RESET, der hjelpequbiter utsettes for støy for å bringes inn i en forutsigbar tilstand. Deretter brukes spesielle kompresjonskretser for å konsentrere denne «renheten» i færre qubiter, som så kan erstatte «skitne» qubiter i selve beregningen.
Les også: Verdens første KI-brikke med tre tilstander – kinesiske forskere baner vei for ny datateknologi
Denne prosessen gjør at systemet kan kvitte seg med akkumulerte feil uten å måtte lese av qubitene – en prosess som ofte skaper nye feil.
Resultatet er at kvanteberegninger kan forlenges betydelig, selv på maskiner med høy støy, så lenge støyen er av riktig type og svak nok.
Kan endre jakten på kvanteoverlegenhet
Studien antyder at dagens kvantedatamaskiner kan være mer kapable enn tidligere antatt, dersom de utnytter den innebygde støyen på riktig måte. Det kan bety at kvanteoverlegenhet – punket der kvantedatamaskiner gjør beregninger klassiske maskiner ikke kan – er nærmere enn mange har trodd.
Forskerne understreker at utfordringene er store. Kravene til hvor svak støyen må være er ekstremt strenge, og metoden kan kreve enorme mengder ekstra qubiter. Likevel viser studien at støy ikke bare er en hindring, men kan bli en del av selve løsningen.
– Påstanden om at støyende kvantedatamaskiner bare kan brukes til korte beregninger kan være misvisende, skriver Shtanko og Sharma. – Når vi tar ikke-unital støy med i betraktningen, kan slike maskiner gjøre oppgaver som strekker seg utover grensene for klassiske datamaskiner.
