Super kuantum komputer baru yang lebih cepat

alwepo.com, Komputer kuantum parity (Computer Quantum Parity) memudahkan implementasi algoritma yang rumit. Dalam sebuah komputer kuantum, bit kuantum (qubit) bertindak sekaligus sebagai unit komputasi dan memori.

Informasi kuantum tidak dapat disimpan dalam memori seperti dalam komputer konvensional karena tidak dapat disalin.

Karena batasan ini, qubit komputer kuantum harus mampu saling berinteraksi satu sama lain. Ini terus menjadi kendala utama dalam pengembangan komputer kuantum yang kuat. Untuk mengatasi masalah ini, fisikawan teoretis Wolfgang Lechner, bersama dengan Philipp Hauke dan Peter Zoller, mengusulkan arsitektur baru untuk komputer kuantum pada tahun 2015. Arsitektur ini sekarang dikenal sebagai arsitektur LHZ setelah penulisnya.

“Arsitektur ini awalnya dirancang untuk masalah optimisasi,” ingat Wolfgang Lechner dari Departemen Fisika Teoretis di Universitas Innsbruck, Austria. “Dalam prosesnya, kami mengurangi arsitektur ini menjadi minimum untuk memecahkan masalah optimisasi ini secepat mungkin.”

Qubit fisik dalam arsitektur ini mengkode koordinasi relatif antara bit bukan mewakili bit individual.

“Ini berarti bahwa tidak semua qubit harus saling berinteraksi lagi,” jelas Wolfgang Lechner. Bersama timnya, ia sekarang telah menunjukkan bahwa konsep parity juga cocok untuk komputer kuantum universal.

Komputer parity dapat melakukan operasi antara dua atau lebih qubit pada satu qubit.
Komputer parity dapat melakukan operasi antara dua atau lebih qubit pada satu qubit.

Operasi yang rumit dipermudah

Komputer parity dapat melakukan operasi antara dua atau lebih qubit pada satu qubit. “Komputer kuantum yang ada saat ini sudah menerapkan operasi semacam itu dengan sangat baik pada skala kecil,” jelas Michael Fellner dari tim Wolfgang Lechner.

“Namun, semakin banyak qubit yang digunakan, semakin sulit untuk menerapkan operasi gate ini.”

Dalam dua publikasi di Physical Review Letters dan Physical Review A, ilmuwan Innsbruck sekarang menunjukkan bahwa komputer parity, misalnya, dapat melakukan transformasi Fourier kuantum – blok bangunan dasar banyak algoritma kuantum – dengan langkah-langkah komputasi yang jauh lebih sedikit dan dengan demikian lebih cepat.

“Paralelisme tinggi arsitektur kami berarti, misalnya, algoritma Shor yang terkenal untuk faktorisasi angka dapat dieksekusi dengan sangat efisien,” jelas Fellner.

 

Koreksi error dua tahap

Konsep baru juga menawarkan koreksi error yang efisien dari sisi hardware. Karena sistem kuantum sangat peka terhadap gangguan, komputer kuantum harus terus menerus memperbaiki error. Sumber daya yang signifikan harus dikeluarkan untuk melindungi informasi kuantum, yang sangat meningkatkan jumlah qubit yang dibutuhkan.

“Model kami bekerja dengan koreksi error dua tahap, satu jenis error (error flip bit atau error fase) dicegah oleh hardware yang digunakan,” kata Anette Messinger dan Kilian Ender, juga anggota tim penelitian Innsbruck. Sudah ada pendekatan eksperimental awal untuk ini di platform yang berbeda.

“Jenis error lainnya dapat terdeteksi dan dikoreksi melalui perangkat lunak,” kata Messinger dan Ender. Ini akan memungkinkan generasi berikutnya komputer kuantum universal terwujud dengan upaya yang termanage. Perusahaan spin-off ParityQC, yang didirikan bersama oleh Wolfgang Lechner dan Magdalena Hauser, sudah bekerja di Innsbruck bersama mitra dari dunia ilmu pengetahuan dan industri tentang implementasi model baru yang mungkin.

Referensi: “Universal Parity Quantum Computing” oleh Michael Fellner, Anette Messinger, Kilian Ender, dan Wolfgang Lechner, 27 Oktober 2022, Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.180503

“Aplikasi komputasi kuantum parity universal” oleh Michael Fellner, Anette Messinger, Kilian Ender, dan Wolfgang Lechner, 27 Oktober 2022, Physical Review A. DOI: 10.1103/PhysRevA.106.042442

Penelitian ini didanai oleh Austrian Science Fund dan Austrian Research Promotion Agency.

 

Diterjemahkan dari : https://scitechdaily. com/a-new-faster-type-of-quantum-computer/