Nghiên cứu mới về điện toán lượng tử đã đưa ra một bản ghi vướng víu lượng tử chứng minh rằng chúng ta đang trên đường tiến tới điện toán hậu NISQ (Noisy-Intermediate Scale Quantum). Nghiên cứu mới do Xiao-bo Zhu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc dẫn đầu đã tạo ra một kỷ lục 51 qubit (máy tính lượng tử tương đương với bóng bán dẫn), một khả năng cần thiết để mở khóa máy tính lượng tử xác suất hứa hẹn cung cấp một bước nhảy vọt về số lượng trong khả năng xử lý của nhân loại.
Zuchongzhi, máy tính lượng tử được sử dụng để đạt được kết quả của các thí nghiệm, chứa 66 qubit siêu dẫn – cùng một công nghệ qubit được hỗ trợ bởi IBM và một số công ty hàng đầu khác trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Đây cũng chính là công nghệ mà IBM gần đây đã đạt được tiện ích lượng tử thông qua Eagle QPU (Bộ xử lý lượng tử) 127 qubit của mình, cho thấy từ những người chơi khác nhau rằng có sự sống đặc biệt xảy ra trong không gian qubit siêu dẫn.
Sau khi làm lạnh các qubit siêu dẫn đến độ không tuyệt đối cần thiết của không gian bên ngoài ( −273,15 độ C, −459,67 độ F), sau đó, các nhà nghiên cứu đã kiểm soát và tinh chỉnh trạng thái của các qubit bằng cách sử dụng vi sóng tương tác với từ trường của qubit để điều khiển chúng vào trạng thái vướng víu. Điều này là cần thiết để các qubit được sắp xếp theo trình tự cụ thể (hoặc cổng logic), chẳng hạn như cấu trúc tương đương lượng tử được tạo ra từ các bóng bán dẫn để tạo thành lõi CPU trong điện toán tiêu chuẩn. Điều này cho phép các nhà khoa học chạy các hoạt động thay đổi trạng thái của nhiều cặp qubit cùng một lúc, thay vì chỉ trường kết nối một-một. Những kỹ thuật này cho phép các nhà khoa học kết hợp thành công 51 qubit (được sắp xếp theo một đường thẳng) và 30 qubit thấp hơn nhưng vẫn là kỷ lục được sắp xếp trong một mặt phẳng hai chiều.
Charles Hill, một nhà nghiên cứu tại Đại học New South Wales ở Úc, có lẽ là một trong những nhà khoa học có trình độ tốt hơn để bình luận về kết quả. Hill đã tham gia vào nghiên cứu tương tự và nhằm mục đích chứng minh sự vướng víu “được nối mạng” tương tự giữa tối đa 65 qubit.
Sự vướng víu có lẽ được hiểu đúng nhất là các qubit trở nên vướng víu theo cách mà không thể mô tả một qubit đơn lẻ mà không thể mô tả tất cả các qubit khác và cách chúng liên quan với nhau: về cơ bản, đó là một hệ thống duy nhất, một nút thắt không có nút thắt nào. chủ đề.
Trong nhận xét cung cấp cho New Scientist, Hill đã mô tả sự vướng víu là “… một trong những điểm khác biệt chính giữa máy tính thông thường và máy tính lượng tử, và nó là thành phần chính trong thuật toán lượng tử. Việc chứng minh số lượng lớn qubit rối rắm sau đó là một tiêu chuẩn quan trọng đối với máy tính lượng tử.”
Vào thời điểm nghiên cứu của mình, nhóm của Hill đã không thành công trong việc chứng minh sự vướng víu kéo dài giữa các qubit với tư cách là một nhóm chứ không chỉ giữa các cặp được liên kết, khó khăn xác minh tương tự mà Zhu gặp phải (và đã vượt qua) với Zuchongzhi QPU.
Việc chúng ta phát triển các công cụ mới hoặc cách thức mới để xem xét các đối tượng – hoặc tương tác giữa các đối tượng là tương đối thường xuyên. Trong trường hợp này, có thể vấn đề mà Hill gặp phải với thí nghiệm vướng víu 65 qubit của anh ấy không liên quan gì đến chính sự vướng víu đó; chỉ có điều có lẽ các kỹ thuật hiện có để xác minh kết quả của anh ấy không thể đưa ra phản hồi thuyết phục. Nhóm của Zhu đã phải phát triển một giao thức phát hiện mới để xác minh sự vướng víu của nhóm, điều chắc chắn sẽ được cộng đồng điện toán lượng tử xem xét kỹ lưỡng. Rốt cuộc, không phải ngày nào lời hứa về sự vướng víu của hàng trăm qubit cũng xuất hiện.
Các nhóm qubit vướng víu là một trong nhiều cơ hội nghiên cứu ở giai đoạn giữa mà các nhà khoa học lượng tử đang theo đuổi, từ việc cố gắng tăng độ trung thực của tính toán thông qua giảm thiểu lỗi và có lẽ là sửa lỗi lượng tử, thông qua việc tìm ra những cách thông minh để dự đoán tiếng ồn sẽ phá hủy qubit của bạn như thế nào và về cơ bản là vô hiệu hóa nó.
Người ta cho rằng 51 qubit vướng víu sẽ không cho phép chúng ta vượt qua rào cản lợi thế lượng tử – ít nhất là cho đến khi việc mở rộng quy mô có thêm một chút thời gian để thực hiện công việc của nó. Nhưng với việc IBM gần đây đã cho chúng ta thấy rằng tiện ích đã có thể được trích xuất từ các máy tính lượng tử thời đại hiện tại của chúng ta, nên không nằm ngoài khả năng 51 qubit vướng víu sẽ mở ra một câu trả lời nhất định mà chúng ta thậm chí có thể chưa biết câu hỏi.
