D-Wave Quantum Inc. (Nasdaq: QBTS) poinformowała 5 sierpnia 2026 roku o istotnym postępie w pracach nad praktycznymi, odpornymi na błędy komputerami kwantowymi działającymi w modelu bramkowym. Firma rozwija zarówno komputery kwantowe wykorzystujące wyżarzanie kwantowe, jak i systemy działające w modelu bramkowym, w którym obliczenia wykonuje się za pomocą sekwencji operacji na kubitach.
W recenzowanym czasopiśmie naukowym „Nature” opublikowano badanie dotyczące nadprzewodzących kubitów typu dual-rail. Kubit to podstawowa jednostka informacji w komputerze kwantowym. Konstrukcja dual-rail pozwala tworzyć, przechowywać i przetwarzać informację kwantową, a także wykrywać błędy bezpośrednio na poziomie sprzętu.
Wbudowane wykrywanie błędów może usprawnić ich korekcję. Ogranicza bowiem liczbę dodatkowych zasobów sprzętowych — kwantowych i klasycznych — potrzebnych do identyfikowania oraz naprawiania błędów w miarę zwiększania skali systemów.
Praca zatytułowana „An entangling gate for dual-rail erasure qubits” opisuje nową bramkę splątującą dla dwóch kubitów. Bramkę splątującą można uznać za podstawowy element obliczeń kwantowych, który tworzy zależność między stanami dwóch kubitów.
Podczas operacji na dwóch kubitach D-Wave uzyskała wierność na poziomie około 99,9%. Wierność określa, jak często operacja kwantowa jest wykonywana zgodnie z założeniem. Czas działania bramki wynosił około 500 nanosekund. Osiągnięcie tych parametrów było możliwe dzięki wykrywaniu błędów bezpośrednio przez sprzęt.
Symulacje D-Wave wskazują, że architektura dual-rail może zmniejszać współczynnik błędów logicznych nawet dziesięciokrotnie przy każdym kolejnym poziomie korekcji błędów. Oznaczałoby to mniejsze zapotrzebowanie na kubity fizyczne, czyli rzeczywiste elementy sprzętu potrzebne do budowy komputera kwantowego odpornego na błędy.
„Największym pozostałym wyzwaniem w obliczeniach kwantowych w modelu bramkowym nie jest samo zbudowanie większej liczby kubitów. Chodzi o stworzenie systemów, które będą skutecznie korygować błędy wraz ze wzrostem skali” — powiedział Alan Baratz, dyrektor generalny D-Wave.
Dodał, że nadprzewodzące komputery kwantowe są znane z dużej szybkości, ale osiągnięcie wysokiej wierności wymaganej przez skalowalne i odporne na błędy systemy pozostawało trudne. Według Baratza architektura dual-rail łączy szybkie operacje nadprzewodzące z wysoką wiernością, zachowując jednocześnie wykrywanie błędów na poziomie sprzętu.
Informacja kwantowa jest z natury nietrwała i szczególnie podatna na błędy. Wydajna korekcja błędów jest więc niezbędna do stworzenia niezawodnych komputerów kwantowych działających w modelu bramkowym, które mogą prawidłowo działać mimo zakłóceń.
W wielu architekturach modelu bramkowego korekcja błędów wymaga dużej liczby dodatkowych kubitów fizycznych i operacji. Zwiększa to złożoność techniczną, koszty oraz ograniczenia dotyczące wydajności systemu.
Architektura dual-rail D-Wave została zaprojektowana tak, aby tworzyć korzystną hierarchię błędów. Oznacza to, że najczęściej występujące błędy są jednocześnie najłatwiejsze do skorygowania. Najnowsze badanie pokazuje, że ta właściwość zostaje zachowana także podczas operacji na dwóch kubitach. Technologia utrzymuje przy tym zarówno wysoką szybkość, jak i wysoką wierność działania.
„Zademonstrowana w tym badaniu bramka splątująca jest już zintegrowana z naszymi systemami działającymi w modelu bramkowym, gdzie zapewnia porównywalne parametry” — powiedział Robert Schoelkopf, główny naukowiec D-Wave. Jego zdaniem wyniki potwierdzają, że podstawowe założenia architektury rozwijanej przez firmę mogą zapewnić szybkość, wierność i wydajność korekcji błędów potrzebne w praktycznych komputerach kwantowych odpornych na błędy.
Badanie wspiera ogłoszony wcześniej plan rozwoju systemów działających w modelu bramkowym D-Wave. Firma zakłada, że do 2032 roku zbuduje system ze 100 kubitami logicznymi, zdolny do prawidłowego wykonania ponad 1 mln operacji. Kubit logiczny to jednostka informacji zabezpieczona przed błędami za pomocą większej liczby kubitów fizycznych.
Plan łączy nadprzewodzącą architekturę dual-rail z układami sterowania pracującymi w temperaturach kriogenicznych, czyli bardzo niskich. Ma to umożliwić wydajniejsze wykrywanie błędów i monitorowanie ich występowania wraz ze zwiększaniem skali systemów.
D-Wave zakłada osiągnięcie współczynnika redukcji błędów, określanego jako Lambda, na poziomie 10. Lambda mierzy, jak szybko zmniejsza się liczba błędów w komputerze kwantowym po dodaniu kolejnych mechanizmów korekcji. Wartość 10 oznacza, że system staje się dziesięciokrotnie bardziej niezawodny przy każdym kolejnym poziomie korekcji błędów. Dzięki temu możliwe byłoby osiągnięcie niskiego poziomu błędów logicznych przy wykorzystaniu znacznie mniejszej liczby kubitów fizycznych.
„Zbudowanie odpornego na błędy komputera kwantowego wymaga systematycznego rozwiązania szeregu trudnych problemów naukowych i technicznych. Każdy sukces przybliża nas do skalowalnego systemu” — powiedział Trevor Lanting, dyrektor ds. rozwoju D-Wave. Dodał, że badanie pokazuje jedną z podstawowych możliwości architektury dual-rail i przybliża firmę do stworzenia odpornego na błędy komputera kwantowego działającego w modelu bramkowym.
Wyniki rozwijają także strategię D-Wave opartą na dwóch uzupełniających się technologiach: wyżarzaniu kwantowym i obliczeniach kwantowych w modelu bramkowym. Firma chce dzięki nim odpowiadać na różne rodzaje złożonych problemów obliczeniowych.
▸ Komentarze (0)
Brak komentarzy. Bądź pierwszy/pierwsza — daj znać co myślisz.