Stort gjennombrudd: Microsoft har gjort kvantedatamaskiner mye mer stabile

Kvantedatamaskinene er spådd en lysende fremtid, men fortsatt snakker vi om en relativt eksotisk teknologi som har et stykke igjen før den kan true klassiske datamaskiner.

Et av de største problemene med kvantedatamaskinene er at informasjonsenhetene som teknologien opererer med – kalt «qubits» – er skjøre og svært sårbare for feil og forstyrrelser.

Derfor er høyere stabilitet og forutsigbarhet et viktig satsingsområde innen kvanteteknologien, og nå melder en av de store aktørene på feltet – Microsoft – om et betydelig gjennombrudd på dette området. Blant andre Reuters rapporterte om saken.

800 ganger bedre feilrate

Microsoft, i samarbeid med partnerselskapet Quantinuum, hevder i et blogginnlegg at de har funnet en løsning som gjør kvanteteknologien betydelig mer pålitelig.

Det nye gjennombruddet bestod i å konstruere virtuelle, logiske qubiter fra fysiske qubits, noe som førte til en kraftig forbedring av feilraten som fysiske qubits ofte lider av.

Dette ble oppnådd ved å slå sammen spesialisert maskinvare utviklet av Quantinuum med Microsofts eget qubit-virtualiseringssystem. Ved hjelp av denne nye tilnærmingen klarte forskerne å lage fire svært stabile virtuelle qubits fra 30 fysiske qubits.

Resultatet var en feilrate på én feil per 100.000 operasjoner, som ifølge Microsoft tilsvarer hele 800 ganger bedre feilrate sammenlignet med fysiske qubiter. Dette beskrives av selskapet som et særdeles stort fremskritt.

– 800 ganger bedre feilrate tilsvarer en signalforbedring på 29 desibel, som er det samme som oppnås med støykansellerende hodetelefoner av høy kvalitet, skriver Microsoft.

Vil skalere opp til hybrid-superdatamaskin

Som en analogi hevder Microsoft at dersom støyen om bord på et fly representerer signalstøyen til en fysisk qubit, representerer selskapets virtualiseringssystem aktivering av støykanselleringen som stenger ute det meste av lydene fra omgivelsene.

Selskapet sier at arbeidet med teknologien bak den kraftige feilreduksjonen har pågått i mange år, og involverer blant annet møysommelige optimaliseringer for å redusere antallet fysiske qubits som trengs for å lage pålitelige logiske qubits.

Dette optimaliseringsarbeidet skal ifølge Microsoft fortsette for å gjøre teknologien enda mer stabil og pålitelig, og selskapet akter å bygge videre på fremskrittene for på sikt å bygge en «hybrid-superdatamaskin».

– Etter hvert som vi utnytter disse mulighetene, vil vi fortsette å investere i teknologi som kan skaleres opp til hybrid-superdatamaskin-nivå, som vil kreve logiske qubiter som opererer med feilrater langt lavere enn én feil per 100 millioner operasjoner. En hybrid-superdatamaskin som kombinerer klassiske egenskaper og kvanteegenskaper kan løse kommersielt betydelige problemer som er altfor komplekse for klassiske datamaskiner, skriver Microsoft.

Flere tekniske detaljer om prosjektet, og mer informasjon om Microsoft kvantesatsing generelt, finner man på selskapets Azure Quantum-nettsider.