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控制技術/MCU  

量子電腦又朝商業化目標邁進一步

上網時間: 2009年04月24日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:量子電腦  錯誤偵測  商業化 

量子電腦(quantum computer)可篩選所有多變量問題(multivariable problems)的可能值,並在單機器週期(machine cycle)內找出最理想的解決方案。不過其缺點是,由於量子電腦是以疊加(superpositio)的量子位元(qubits)來同時呈現1或0,因此所計算出的值可能會在多步驟運算中出現錯誤。

為此美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)研發出一種錯誤偵測技術,以避免量子電腦「凸槌」,可望藉此讓採用多步驟運算的量子電腦又朝商業化目標邁進一步。

「量子電腦天生就會因為寄生電場(stray electric)或磁場(magnetic fields)而出錯,但理論顯示其誤差率非常低,大約是1萬分之一,其容誤糾錯架構(fault-tolerant error correction schemes),能讓量子計算值幾乎無差別。」NIST的專案領導人John Bollinger表示,該機構正在實驗一種能用來偵測量子電腦那萬分之一錯誤率的方法。

NIST的「動態去耦(dynamic decoupling)」技術,又稱為自旋迴訊抑制(spin-echo suppression),是使用來自誤差抑制脈衝的迴訊,將量子位元內的「自旋」重新編排──量子位元會同步將疊加的0與1編碼。透過規律地發出誤差意志脈衝,進動(precessing)到誤差內的自旋會在相位抵銷(out of phase)程度足以導致嚴重誤差前被重新編排。

Bollinger聲稱,他們是首個使用自旋迴訊方法將錯誤率壓制到萬分之一以下的團隊,他們已經掌握如何調整脈衝的間隔,來最佳化錯誤抑制。NIST的錯誤抑制脈衝是124GHz的微波光子,量子位元則是儲存在由1,000個超冷(supercooled)鈹(beryllium)離子組成的陣列中,每個離子都代表一個被電/磁場禁錮的量子位元。

這種固態陣列也能做為未來量子電腦的記憶庫;NIST展示了利用適時發出錯誤抑制脈衝所取得的迴訊,讓陣列中1,000個量子位元的自旋保持排列,以避免過度誤差。

而該技術也引起號稱全球首家推出商用量子電腦的業者D-Wave Systems之興趣,該公司創辦人暨執行長Geordie Rose表示,通用邏輯閘層次(gate-level)量子電腦架構因為有容易出現誤差的天性,該公司只好選擇採用一種性能較差的絕熱(adiabatic)架構,因此其量子電腦只能解決個別解決多變量問題。若NIST的技術可行,通用邏輯閘層次架構可望翻身。

(參考原文:NIST nudges quantum computers toward commercial viability,by R. Colin Johnson)





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