USA investují 37,5 milionu dolarů do vývoje samoopravných kvantových počítačů pro reálné využití

Vědci ve Spojených státech se chystají zahájit komplexní návrh praktických a samoopravných kvantových počítačů. Multidisciplinární tým výzkumníků pod vedením Yaleovy univerzity získal na tento účel grant ve výši 37,5 milionu dolarů od americké Národní vědecké nadace (NSF).

Vědci ve Spojených státech se chystají zahájit komplexní návrh praktických a samoopravných kvantových počítačů. Multidisciplinární tým výzkumníků pod vedením Yaleovy univerzity získal na tento účel grant ve výši 37,5 milionu dolarů od americké Národní vědecké nadace (NSF). Aby byly kvantové počítače spolehlivé a prakticky využitelné, musí být schopny detekovat a opravovat chyby rychleji, než k nim dochází, což je v současnosti jedna z největších výzev v oboru.

Profesor Robert Schoelkopf, ředitel centra, zdůraznil, že korekce chyb je dnes hlavní vědeckou a inženýrskou překážkou pro praktické využití kvantových počítačů. Cílem projektu je lépe porozumět vědě a inženýrství, které umožní stavět lepší a snadněji konstruovatelné stroje. Tým bude hledat nové přístupy na všech úrovních, aby se korekce chyb a odolné stroje staly mnohem dosažitelnějšími, efektivnějšími a praktičtějšími.

Tento pětiletý projekt v hodnotě 37,5 milionu dolarů spojuje fyziky, inženýry, počítačové vědce a chemiky z Yale a partnerských univerzit. Jejich úkolem je vyřešit největší překážku kvantového počítání – korekci chyb – a nastínit cestu k zařízením dostatečně spolehlivým pro reálné použití. Výzkumný tým spustí nový projekt s názvem NSF Quantum Leap Challenge Institute for Physics and Engineering of Practical Quantum Error Correction (NSF PRACTIQAL), centrum, které propojuje odborníky z různých oborů a univerzit. NSF PRACTIQAL se zaměří na pokrok na všech úrovních kvantového počítače, od fyzických qubitů a řídicí elektroniky až po způsob spouštění algoritmů.

Jedním z důvodů, proč jsou v týmu nejen fyzici, ale i inženýři a počítačoví vědci, je potřeba porozumět fyzice zařízení a typům chyb, které se vyskytují, a následně optimalizovat kódy a algoritmy pro práci s nimi. NSF PRACTIQAL se primárně zaměří na dvě hlavní výzvy v kvantovém počítání. První je identifikace klíčových problémů, které brání škálování strojů s korekcí chyb, a hledání způsobů, jak učinit kvantovou korekci chyb praktičtější a efektivnější. Druhou výzvou je prozkoumání využití speciálně navržených qubitů známých jako „vymazávací qubity“. Tyto qubity, které byly průkopnicky vyvinuty členy týmu PRACTIQAL, fungují jako signalizační prvky, které přesně indikují, kde a kdy došlo k chybě.

Tým rovněž poukázal na to, že většina práce v této oblasti byla dosud prováděna na velmi malých strojích optimalizovaných pro korekci chyb. Skupina PRACTIQAL si klade za cíl zkrátit cestu k rozsáhlým kvantovým počítačům s korekcí chyb. Ačkoliv jako akademici nebudou stavět obří systém, chtějí ověřit své nápady a vybudovat cestu k tomu, jak by takový větší systém mohl být postaven. Proto spolupracují s průmyslovými partnery a mají externí poradní sbor, který jim pomáhá zůstat relevantní pro širší komunitu. Na konci ambiciózního pětiletého projektu vědci očekávají, že vyvinou cestu k budování praktických samoopravných počítačů v průmyslovém měřítku.