सार:
Google क्वांटम AI अनुसंधान टीम ने विलो सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर पर पहली बार "जादुई राज्य खेती" का प्रदर्शन किया, और बताया कि खेती की गई क्वांटम राज्य की त्रुटि दर असिंचित राज्य की तुलना में लगभग 40 गुना कम थी, और तर्क निष्ठा 99.99% तक पहुंच गई। जर्नल साइंस में प्रकाशित शोध से पता चलता है कि समाधान, जो पहले काफी हद तक सैद्धांतिक था, अब वास्तविक क्वांटम हार्डवेयर पर चलाया जा सकता है।
मैजिक स्टेट एक विशेष क्वांटम स्टेट है जो सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटिंग को लागू करने के लिए आवश्यक है और इसका उपयोग टी-गेट्स नामक गैर-क्लिफोर्ड संचालन करने के लिए किया जा सकता है। मौजूदा त्रुटि सुधार आर्किटेक्चर आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाली जादुई स्थिति तैयार करने के लिए बड़ी संख्या में क्वैबिट और कंप्यूटिंग संसाधनों का उपभोग करते हैं; कुछ अनुमान बताते हैं कि संबंधित तैयारियां क्वांटम कंप्यूटर की लगभग 95% क्षमताओं पर कब्जा कर सकती हैं। खेती की विधि पहले चिप में एक छोटे से क्षेत्र में शोर क्वांटम राज्यों को इंजेक्ट करती है, और फिर त्रुटियों की जांच करती है और शुद्ध तार्किक राज्यों को प्राप्त करने के लिए समन्वित माप की एक श्रृंखला के माध्यम से अयोग्य परिणामों को फ़िल्टर करती है।
पेपर में प्रयोगों ने बिना खेती के तार्किक त्रुटियों की संभावना लगभग 0.44% से घटाकर लगभग 0.01% से 0.02% कर दी, जो "लगभग 40 गुना कम" के कथन के अनुरूप है; हालाँकि, स्क्रीनिंग के बाद बनाए गए प्रयोगात्मक परिणाम लगभग 8% थे, जो दर्शाता है कि यह त्रुटि सुधार अभी भी कम सफलता दर के साथ है, और इसका मतलब यह नहीं समझा जा सकता है कि पूरे क्वांटम कंप्यूटर के लिए आवश्यक संसाधनों को 40 गुना कम कर दिया गया है। टीम ने 3 की दूरी के साथ रंग कोड तार्किक स्थिति को 5 की दूरी के साथ सतह कोड में रूपांतरण और प्रत्यारोपण का भी प्रदर्शन किया, यह सत्यापित करते हुए कि खेती की स्थिति को विभिन्न त्रुटि सुधार कोड के बीच स्थानांतरित किया जा सकता है। विलो की पूरी चिप में 105 भौतिक क्वबिट हैं, लेकिन ये परिणाम विशिष्ट प्रायोगिक सर्किट के प्रदर्शन हैं और बड़े पैमाने पर, व्यावहारिक दोष-सहिष्णु कार्यक्रम नहीं हैं जो चिप पर चलाए गए हैं।
शोधकर्ताओं ने प्रयोगों में यह भी पाया कि डिवाइस के तापमान में उतार-चढ़ाव और इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस का बहाव पारंपरिक माप बेंचमार्क में हस्तक्षेप कर सकता है, इसलिए उन्होंने हार्डवेयर नियंत्रण में सुधार किया और नए बेंचमार्क परीक्षण तरीकों को डिजाइन किया। Google ने कहा कि उसे अभी भी बड़े पैमाने पर मैजिक स्टेट की खेती को सत्यापित करने और विस्तार प्रक्रिया के दौरान कई इंजीनियरिंग चुनौतियों को हल करने की आवश्यकता है। इस स्तर पर परिणाम साबित करते हैं कि तकनीकी मार्ग को वास्तविक हार्डवेयर पर लागू किया जा सकता है, जो दोष-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटिंग की संसाधन सीमा को कम करने में नई प्रगति प्रदान करता है, लेकिन व्यावहारिक बड़े पैमाने के क्वांटम कंप्यूटरों से अभी भी दूरी है।
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