SuaraSekitar Terkini Kumpulan Berita dan Informasi dari berbagai sumber yang terpercaya
Memperbesar / Prosesor Sycamore Google.
Baru-baru ini , ketika para peneliti menguji koreksi kesalahan pada prosesor kuantum Google, mereka mencatat fenomena aneh di mana seluruh skema koreksi kesalahan secara sporadis akan gagal total. Mereka menghubungkan ini dengan radiasi latar, kombinasi sinar kosmik dan peluruhan sesekali dari isotop radioaktif alami.
Sepertinya sedikit selain lucu pada saat itu—Google secara tidak sengaja membayar detektor sinar kosmik yang sangat mahal. Tetapi orang-orang di belakang prosesor menangani masalah ini dengan sangat serius dan kembali dengan makalah baru yang merinci dengan tepat bagaimana radiasi mempengaruhi qubit. Dan mereka menyimpulkan bahwa masalah yang disebabkan oleh sinar kosmik cukup sering terjadi untuk mencegah perhitungan kuantum yang dikoreksi kesalahan bekerja kecuali kita menemukan cara untuk membatasi dampak sinar.
Daftar Isi
Ini memalukan tentang sinar
Sinar kosmik dan radioaktivitas menyebabkan masalah untuk perangkat keras komputasi klasik sebagai dengan baik. Itu karena komputer klasik bergantung pada pemindahan dan penyimpanan muatan, dan sinar kosmik dapat menginduksi muatan ketika mereka menabrak material. Qubit, sebaliknya, menyimpan informasi dalam bentuk status kuantum suatu objek—dalam kasus prosesor Google, sebuah lingkaran kawat superkonduktor yang terhubung ke resonator. Sinar kosmik juga mempengaruhi ini, tetapi mekanismenya benar-benar berbeda.
Dampak sinar kosmik juga menciptakan energi vibrasi, yang berbentuk apa disebut fonon. Fonon ini juga dapat dikelompokkan bersama untuk membentuk kuasipartikel, di mana kumpulan kecil fonon berkumpul bersama dan mulai berperilaku seperti partikel tunggal dengan sifat yang berbeda. Kuasipartikel inilah yang menyebabkan kekacauan, karena mereka dapat bertukar energi dengan perangkat keras komputasi kuantum. Ini dapat mencakup pasangan elektron Cooper (jenis kuasipartikel lain) yang membentuk dasar untuk superkonduktivitas. Atau qubit itu sendiri, mengubah statusnya dan mengganggu keterjeratan apa pun.
Jika fonon ini hanya memengaruhi satu qubit, maka situasinya tidak akan menjadi masalah —Faktanya, itu akan menjadi hal yang harus ditangani oleh koreksi kesalahan kuantum. Koreksi kesalahan kuantum melibatkan pendistribusian informasi kuantum di beberapa qubit yang terjerat, memungkinkan perangkat keras untuk mengidentifikasi ketika salah satu qubit berperilaku tidak semestinya.
Masalahnya adalah kuasipartikel tidak akan berakhir terlokalisasi; sebagai gantinya, mereka harus menyebar di sekitar situs asal mereka dan akhirnya memengaruhi banyak qubit. Dan itu seharusnya cukup untuk mengganggu koreksi kesalahan. Jadi, beberapa orang yang sama yang telah menerapkan koreksi kesalahan di makalah sebelumnya berkumpul dengan beberapa fisikawan dan memutuskan untuk melihat apakah ini sebenarnya yang terjadi di perangkat keras pemrosesan kuantum.
In the chips
Untuk melihat apa yang terjadi, tim Google memilih 26 qubit yang paling tidak rentan kesalahan pada prosesornya dan mengatur semuanya dalam satu status kuantum. Kemudian, para peneliti dapat membiarkan prosesor menganggur untuk waktu yang singkat dan melihat apakah qubit masih dalam kondisi tersebut.
Tembakan sinar kosmik cukup mudah untuk diidentifikasi. Setelah membiarkan prosesor menganggur selama 100 mikrodetik, tingkat kesalahan latar belakang yang khas adalah sekitar empat dari 26 qubit. Ketika sinar kosmik menabrak, sekitar 24 qubit berakhir dalam keadaan error—meskipun faktanya setiap qubit berjarak sekitar satu milimeter dari tetangganya.
Untuk mengkonfirmasi ini karena quasipartikel, para peneliti mencari ketergantungan negara. Kuasipartikel diharapkan kehilangan energi dengan cepat sehingga tidak akan mampu mentransfer cukup banyak untuk menaikkan qubit dari keadaan dasarnya ke keadaan tereksitasinya. Tetapi mereka masih dapat menyerap energi dari qubit, memungkinkan qubit dalam keadaan tereksitasi turun kembali ke keadaan dasar. Jadi, jika kuasipartikel memediasi interaksi ini, Anda akan mengharapkan lebih banyak kesalahan ketika semua qubit mulai dalam keadaan tereksitasi daripada ketika mereka semua mulai dalam keadaan dasar. Dan itulah yang tim peneliti lihat.
Karena prosesor kuantum dapat mengambil sampel status qubit dengan sangat cepat, tim bahkan dapat melacak penyebaran kesalahan di seluruh prosesor. Awalnya, kesalahan sebagian besar terbatas pada qubit terdekat dengan dampak sinar kosmik. Tetapi, bahkan ketika tingkat kesalahan di sini mulai turun, qubit yang lebih jauh dari titik tumbukan mulai melihat tingkat kesalahannya naik saat fonon menyebar di seluruh chip. Sebelum semuanya kembali ke latar belakang, setiap qubit di perangkat biasanya mengalami peningkatan tingkat kesalahan rata-rata.