Công ty khởi nghiệp chip Pháp nhỏ bé thách thức đế chế Amazon để sản xuất chip lượng tử mạnh mẽ – được lấy cảm hứng từ một con mèo nổi tiếng – TechToday #Alice&Bob #chip #chipquantum #Amazon #cat #technology
Các máy tính lượng tử đã cho thấy sự hứa hẹn tuyệt vời trong những năm gần đây, với các công ty từ IBM đến Google xây dựng những máy tính mạnh mẽ ngày càng mạnh mẽ dự kiến sẽ ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực cơ bản, từ mã hóa đến nghiên cứu y tế.
Quibits – các bit lượng tử chiếm vị trí của cả 1 và 0 cùng một lúc – là thành phần cơ bản của các máy tính lượng tử. Nhưng máy tính lượng tử mạnh nhất hiện nay rất không hiệu quả do hiện tượng gọi là ‘lỗi lượng tử’. Điều này ảnh hưởng đến hơn 1.000 qubit cho mỗi qubit ‘hợp lý’ chưa bị ảnh hưởng.
Hiện nay, công ty khởi nghiệp Alice & Bob của Pháp đang thử nghiệm một loại quibt mới được thiết kế để chống lại lỗi lượng tử – bằng cách mượn ý tưởng từ thí nghiệm Mèo Schrödinger gốc mà lý thuyết trạng thái lượng tử dựa trên.
Thay vì mã hóa qubits bằng cách sử dụng các mức năng lượng khác nhau, ví dụ, chiến lược của Alice & Bob liên quan đến việc thiết lập hai trạng thái tương phản hoàn toàn – như trạng thái sống hoặc chết mà con mèo trên đã trải qua. Cụ thể, họ đã sử dụng các vật liệu quán tính vi sóng co lập giữa hai trạng thái dao động.
Các nhà nghiên cứu cho biết, sử dụng máy tính lượng tử để phá mã RSA-2048 sẽ cần khoảng 22 triệu qubit thông thường, nhưng chỉ cần 350.000 ‘cat state’ qubit của Alice & Bob. Và, đối với mỗi qubit hợp lý, Alice & Bob chỉ cần 40 qubit. Đó là quyền năng mạnh mẽ của nghiên cứu này, Amazon cũng đã bắt đầu làm việc trên các qubit ‘cat state’ của riêng mình.
“Khi chúng tôi đầu tiên biết Amazon đang làm việc về các qubit của mèo, rõ ràng phản ứng đầu tiên của chúng tôi như một công ty khởi nghiệp trẻ là mồ hôi chảy mạnh,” Peronnin nói với tạp chí Spectrum của Hiệp hội Kỹ thuật Điện tử (IEEE).
“Nhưng sau đó chúng tôi đã suy nghĩ kỹ và nhận ra rằng điều đó có thể là điều tốt nhất đã xảy ra với chúng tôi. Chúng tôi không cạnh tranh để xem ai sẽ thắng; qubit mèo so với các công nghệ khác, nên đối với chúng tôi, đó là sự chứng thực từ bên ngoài tuyệt vời.”
Những ‘trạng thái mèo’ này rất chống lại bit lật – có nghĩa là trạng thái của qubit lật từ 1 thành 0 hoặc ngược lại. Tuy nhiên, chúng có xu hướng dễ bị anh hưởng hơn bởi bit lật pha, trong đó các qubit lật giữa hai pha đối nghịch, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết một loại lỗi dễ giải quyết hơn hai loại.
Công ty hy vọng sẽ tạo ra một hệ thống 14-qubit vào cuối năm 2023, nhưng công ty khởi nghiệp sẽ cần thêm sáu tháng nữa để hiệu chuẩn, vì vậy hãy chuẩn bị cho thêm thông tin trong thời gian sớm nhất.
Quantum computers have shown amazing promise in recent years, with companies from IBM to Google building increasingly powerful machines that are expected to many areas fundamentally, from encryption to medical research.
Quibits – quantum bits that occupy a superposition of both 1 and 0 at the same time – are the building blocks of quantum machines. But today’s most powerful quantum computers are hugely inefficient due to a phenomenon called ‘quantum error’. This affects more than 1,000 qubits for every single unaffected ‘logical’ quibit.
Now, French startup Alice & Bob are testing a new kind of quibt that’s designed to withstand quantum error – by taking a leaf from the original Shrodinger’s Cat experiment around which the theory of quantum superposition is based.
Investing in the power of ‘cat state’ qubits
Rather than encoding qubits by using varying energy levels, for instance, Alice & Bob’s strategy involves establishing two diametrically opposed states – such as the state of life or death experienced by the aforementioned cat. Specifically, they’ve used superconducting microwave resonators that fluctuate between two oscillatory states.
The researchers say using a quantum computer to break RSA-2048 encryption would need roughly 22 million normal quibits, but just 350,000 of its ‘cat state’ qubits. And, for every single logical qubit, Alice & Bob would need just 40 quibits. Such is the powerful nature of this reserach, Amazon has also started work on its own ‘cat state’ quibits.
“When we first learned that Amazon was working on cat qubits, obviously our first reaction as a young startup was to sweat heavily,” Peronnin told the Institute of Electronic Engineering’s (IEEE) Spectrum publication.
“But then we slept on it and realized that it might be the best thing to have happened to us. We’re not competing about who’s going to win; it’s cat qubits versus the rest of the possible technologies, so for us, it’s great external validation.”
These ‘cat states’ are highly resistant to bit flip – which means a qubit’s state flips from 1 to 0, or the other way around. They do, however, tend to be more vulnerable to phase flip, in which quibits flip between one of two opposing phases, but the researchers said one kind of error is easier to resolve than two.
The company hope to have created a 14-qubit system by the end of 2023, but the startup will need a further six months to calibrate it, so stya tuned for more information soon.
More on quatum from TechRadar Pro