Quantinuum, công ty điện toán lượng tử chuyên về bẫy ion được thành lập từ sự hợp nhất của đơn vị điện toán lượng tử của Honeywell và một công ty khởi nghiệp lượng tử có trụ sở tại Cambridge, tuyên bố đã mở ra cái mà họ gọi là “con đường đáng tin cậy dẫn đến điện toán lượng tử chịu lỗi”. (mở trong tab mới). Bản án đó, phủ bóng đen cho các mục tiêu theo đuổi khả năng chịu lỗi khác trong khi hứa hẹn một con đường có thể đi được cho tương lai của lượng tử, được hỗ trợ bởi nghiên cứu mới nhất của công ty về các hệ thống lượng tử.
Được xuất bản ngày hôm qua ở dạng in sẵn, nghiên cứu mô tả một cách tiếp cận mới lạ kết nối Nhà Borromeo quý tộc của Ý và huy hiệu của nó với “hành động ma quái ở khoảng cách xa” của sự vướng víu lượng tử.
Những chiếc nhẫn Borromean trong huy hiệu của Nhà Borromeo là một biểu hiện trực quan thú vị của hiện tượng vướng víu lượng tử: hiện tượng kỳ lạ khiến các nhóm hạt liên kết với nhau theo cách mà tất cả chúng đơn giản trở thành một phần của cùng một hệ thống, mặc dù không có bất kỳ loại vật lý nào. kết nối hoặc sự gần gũi. Và cũng giống như trong một hệ lượng tử, loại bỏ một trong các vòng có nghĩa là loại bỏ kết nối giữa tất cả chúng — tương đương với hiện tượng mất kết hợp lượng tử.
Nghiên cứu của Quantinuum tập trung vào nỗ lực kết nối các qubit vướng víu dựa trên các bất kỳ non-Abelian (không-Abelion là phiên bản rút gọn của nó) bằng cách tạo ra các liên kết của chúng giống như các liên kết của Vành đai Borromean: các hạt di chuyển xung quanh nhau theo kiểu giống như vòng tròn của chúng, tối đa hóa sự gần gũi của hạt (hữu ích để tăng thời gian kết hợp) đồng thời bổ sung khả năng phục hồi cho các sự kiện kích hoạt sự mất kết hợp. Nhìn chung, nhóm nghiên cứu đã chứng minh sự vướng víu lượng tử trên 32 qubit dựa trên ion.
Ashvin Vishwanath, nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts, đồng thời là đồng tác giả của bài báo cho biết: “Không có hai hạt nào quay xung quanh nhau, nhưng tất cả chúng đều được liên kết với nhau. “Đó thực sự là một trạng thái tuyệt vời của vật chất mà chúng ta không nhận thức rõ ràng về bất kỳ sự sắp đặt nào khác.”
Với bất kỳ nghiên cứu mới nào (và đặc biệt là liên quan đến điện toán lượng tử, máy cường điệu cấp độ ChatGPT), điều quan trọng là phải nhận thức được cả những người ủng hộ và những người phản đối.
Nhận xét về bài báo đã xuất bản của Quantinuum cho Thiên nhiênSteven Simon, một nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Oxford, Vương quốc Anh, nói rằng có “vẻ đẹp toán học to lớn trong loại hệ thống vật lý này, và thật khó tin khi thấy chúng được nhận ra lần đầu tiên sau một thời gian dài.”
Michael Manfra, một nhà vật lý thực nghiệm tại Đại học Purdue ở Tây Lafayette, nói Thiên nhiên rằng cỗ máy của Quantinuum không thực sự tạo ra các vật không gắn nhãn; đúng hơn, nó mô phỏng các thuộc tính của chúng (và chỉ một số trong số chúng thôi). Quantinuum đồng tình – nhưng họ cũng lập luận rằng các hạt hành xử theo cách mà nó thỏa mãn định nghĩa không ghi nhãn và rằng các dấu kiểm cho một hệ thống máy tính lượng tử có khả năng chịu lỗi đã ở đó.
Vì vậy, trong khi phần “con đường đáng tin cậy” có thể cần được xem xét thêm, rõ ràng không có nghi ngờ gì về kết quả của Quantinuum là thành tựu của chính họ.
Thật thú vị, nghiên cứu của Quantinuum và tuyên bố về con đường được tìm thấy để mở rộng quy mô điện toán lượng tử thực sự lại va chạm với nghiên cứu của Microsoft — công ty cũng đang theo đuổi các qubit tô pô trong công việc điện toán lượng tử của mình, một cách tiếp cận hệ thống lượng tử khác với các qubit chuỗi ion trước đó của Quantinuum và siêu dẫn của IBM ví dụ như qubit.
Nhưng trong khi cách tiếp cận của Quantinuum mô phỏng các hành vi tô pô của các qubit không có abel để tận dụng hiệu ứng “Vòng Borromean” về độ bền, thì Microsoft đang theo đuổi các qubit được tạo ra từ chính các bất kỳ vật lý nào — một cách tiếp cận có thể mang lại lợi ích mạnh mẽ hơn nhiều so với cách tiếp cận của Quantinuum.
Nói chung, vẫn còn những câu hỏi về việc liệu “con đường đáng tin cậy dẫn đến điện toán lượng tử có khả năng chịu lỗi” có được mở khóa bằng ấn phẩm in trước ngày hôm qua hay không. Nhưng các bước đã được thực hiện; Giờ đây, Quantinuum chắc chắn sẽ cố gắng tìm ra nơi nó kết thúc.
