Skammtatölvur athuga nákvæmni hver annarrar

Skammtatölvur þróast ótrúlega hratt og þær eru eitt besta verkfæri okkar til að leysa meiriháttar tölvuvandamál. Hins vegar eru skammtatölvur viðkvæmar fyrir utanaðkomandi áhrifum og viðkvæmar fyrir villum sem geta haft áhrif á nákvæmni þeirra. 

Vegna þess að ekki er lengur hægt að sannreyna sumar skammtatölvur sjálfstætt með uppgerð með klassískum tölvum, leita vísindamenn að nýjum leiðum til að athuga nákvæmni þeirra. 

Rannsóknin var birt í tímaritinu Líkamleg endurskoðun X. 

Chiara Greganti er eðlisfræðingur við háskólann í Vínarborg. 

„Til þess að nýta framtíðar skammtatölvur til fulls fyrir mikilvæga útreikninga þurfum við leið til að tryggja að framleiðslan sé rétt, jafnvel þótt við getum ekki framkvæmt viðkomandi útreikning með öðrum hætti,“ segir Greganti.

Skammtatölvur athuga hver aðra

Teymið lagði fyrir sig að þróa og innleiða krossathugunarferli sem gerir skammtatölvum kleift að athuga niðurstöður útreiknings annars. Tækin eru skyld en í grundvallaratriðum ólík hvert öðru. 

Martin Ringbauer er frá háskólanum í Innsbruck.

„Við biðjum mismunandi skammtatölvur að framkvæma mismunandi útreikninga af handahófi,“ segir Ringbauer. „Það sem skammtatölvurnar vita ekki er að það er falin tenging á milli útreikninganna sem þær eru að gera.“ 

Teymið getur búið til margar mismunandi útreikninga frá sameiginlegum uppruna með því að treysta á annað líkan af skammtatölvu sem byggt er á grafbyggingum.

„Þó að niðurstöðurnar gætu birst af handahófi og útreikningarnir eru öðruvísi, þá eru ákveðin úttak sem verða að vera sammála ef tækin virka rétt,“ hélt hann áfram.

Innleiðing aðferðarinnar

Teymið innleiddi aðferðina á fimm núverandi skammtatölvum sem nota fjórar mismunandi vélbúnaðartækni:

• Ofurleiðandi hringrásir
• Fengdar jónir
• Ljósmyndir
• Kjarnasegulómun

Aðferðin virkar á núverandi vélbúnaði og krefst engar sérstakar kröfur. Teymið sýndi einnig að hægt væri að nota tæknina til að athuga eitt tæki á móti sjálfu sér. Niðurstöðurnar tvær eru aðeins sammála ef þær eru báðar réttar og það er vegna þess að útreikningarnir eru mjög ólíkir. 

Nýja tæknin krefst þess heldur ekki að rannsakendur skoði heildarniðurstöðu útreikningsins, sem er oft tímafrekt.

Tommaso Demarie er frá Entropica Labs í Singapúr.

Það er nóg að athuga hversu oft mismunandi tækin eru sammála í þeim tilfellum sem þau ættu að gera, sem er hægt að gera jafnvel fyrir mjög stórar skammtatölvur,“ segir Demarie.

Þessi nýja tækni er sérstaklega mikilvæg þar sem skammtatölvur verða sífellt aðgengilegar, svo hún getur hjálpað til við að tryggja að þessi tæki geri það sem þau eiga að gera.

Teymið sem vinnur að þessari tækni samanstendur af háskólarannsakendum og sérfræðingum í skammtatölvuiðnaði frá mörgum fyrirtækjum. 

Joe Fitzsimons er frá Horizon Quantum Computing í Singapúr. 

„Þetta nána samstarf fræðimanna og iðnaðar er það sem gerir þessa grein einstaka frá félagsfræðilegu sjónarhorni,“ segir Fitzsimons. "Þó að það sé framsækin breyting þar sem sumir vísindamenn flytja til fyrirtækja, halda þeir áfram að leggja sitt af mörkum til sameiginlegs átaks sem gerir skammtatölvur áreiðanlegar og gagnlegar."