Terobosan Cat Schrödinger dapat mengantarkan pada 'Cawan Suci' komputasi kuantum, menjadikannya anti-kesalahan
Para ilmuwan telah menggunakan eksperimen pemikiran “kucing Schrödinger” yang terkenal untuk menemukan cara menghilangkan kesalahan di masa depan. komputer kuantum.
Metode baru ini mengkodekan informasi kuantum ke dalam atom antimon, yang memiliki delapan kemungkinan keadaan yang memungkinkan data disimpan lebih aman dibandingkan dalam qubit dua keadaan standar, atau bit kuantum.
Terobosan ini merupakan langkah penting membuat kesalahan dalam sistem kuantum lebih kecil kemungkinannya terjadi, dan, ketika hal tersebut terjadi, membuatnya lebih mudah dideteksi dan diperbaiki – yang merupakan hambatan utama bagi perkembangan penyakit ini komputer kuantum. Para peneliti mempublikasikan temuan mereka Rabu (14 Januari) di jurnal Fisika Alam.
Pertama kali dirancang oleh fisikawan Erwin Schrödinger pada tahun 1925, eksperimen pemikirannya secara menggugah menggambarkan aturan aneh dunia kuantum dengan membayangkan seekor kucing ditempatkan di dalam kotak buram berisi botol racun yang memiliki mekanisme pembukaan yang dikendalikan oleh peluruhan radioaktif — sebuah proses kuantum yang sepenuhnya acak.
Hingga kotak tersebut dibuka dan kucing tersebut diamati, menurut Schrödinger, aturan mekanika kuantum berarti bahwa kucing malang tersebut akan berada dalam superposisi keadaan, baik mati maupun hidup.
Dalam kasus qubit, informasi kuantum yang berkaitan dengan keadaan 0 atau 1 pada komputer klasik dapat dikodekan pada keadaan “'spin up”' dan “'spin down”' suatu atom — putaran adalah momentum sudut intrinsik dari sebuah partikel mendasar.
Namun jika kebisingan dalam komputer kuantum menyebabkan putaran ini tiba-tiba berubah (seperti yang sering terjadi), keadaan kuantum akan hilang, menghasilkan kesalahan dan menghancurkan informasi di dalamnya.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti di balik studi baru ini menyematkan atom antimon, yang memiliki delapan arah putaran berbeda, di dalam chip kuantum silikon. Enam arah putaran tambahan atom antimon (diperoleh dari sifat gabungan atom yang menambahkan beberapa putaran individu) berarti bahwa, tidak seperti sistem dua keadaan putaran, satu kesalahan tidak cukup untuk menghancurkan informasi yang dikodekan.
“Seperti kata pepatah, seekor kucing memiliki sembilan nyawa. Satu goresan kecil saja tidak cukup untuk membunuhnya,” rekan penulis Benyamin Wilhelmseorang mahasiswa doktoral di bidang teknik elektro dan telekomunikasi di University of New South Wales (UNSW) di Australia, mengatakan dalam sebuah pernyataan. “'Kucing' metafora kita memiliki tujuh nyawa: diperlukan tujuh kesalahan berturut-turut untuk mengubah '0' menjadi '1'!”
Dengan adanya sistem ini, para peneliti mengatakan mereka sekarang akan bekerja untuk mendemonstrasikan metode untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan pada chip mereka, suatu prestasi yang dianggap sebagai “Cawan Suci” dalam bidang komputasi kuantum.
“Jika terjadi kesalahan, kami langsung mendeteksinya, dan kami dapat memperbaikinya sebelum kesalahan lebih lanjut menumpuk. Untuk melanjutkan metafora ‘kucing Schrödinger’, seolah-olah kami melihat kucing kami pulang ke rumah dengan cakaran besar di wajahnya,” co -pengarang Andrea Morelloseorang profesor teknik elektro dan fisika kuantum di UNSW, mengatakan dalam pernyataannya. “Dia masih jauh dari kata mati, tapi kita tahu dia terlibat perkelahian; kita bisa pergi dan mencari siapa yang menyebabkan perkelahian itu, sebelum hal itu terjadi lagi dan kucing kita semakin terluka.”
