பைதான் குவாண்டம் பிழை திருத்தம்: க்யூபிட்களை நிலைப்படுத்துதல்

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மருத்துவம், பொருள் அறிவியல் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு போன்ற துறைகளில் புரட்சிகரமான மாற்றங்களை ஏற்படுத்த மகத்தான வாக்குறுதியை அளிக்கிறது. இருப்பினும், குவாண்டம் அமைப்புகள் இயற்கையாகவே இரைச்சலுக்கு ஆளாகின்றன, இது கணக்கீடுகளின் துல்லியத்தை விரைவாக சீரழிக்கும் பிழைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த உணர்திறன் க்யூபிட்களின் (qubits) உடையக்கூடிய தன்மையிலிருந்து எழுகிறது, அவை குவாண்டம் தகவலின் அடிப்படை அலகுகள், அவை எளிதில் தங்கள் சூழலால் தொந்தரவு செய்யப்படுகின்றன. நம்பகமான மற்றும் அளவிடக்கூடிய குவாண்டம் கணினிகளை உருவாக்க குவாண்டம் பிழை திருத்தம் (QEC) முக்கியமானது. இந்த இடுகை QEC இன் அத்தியாவசிய கருத்துக்களை ஆராய்கிறது, பைதான் பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்பட்ட க்யூபிட் நிலைப்படுத்தும் நுட்பங்களில் கவனம் செலுத்துகிறது.

குவாண்டம் சிதைவின் சவால்

கிளாசிக்கல் பிட்கள் (bits) 0 அல்லது 1 ஆக இருப்பதைப் போலல்லாமல், க்யூபிட்கள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு நிலைகளின் சூப்பர்போசிஷனில் (superposition) இருக்கலாம். இந்த சூப்பர்போசிஷன் குவாண்டம் அல்காரிதம்கள் கிளாசிக்கல் கணினிகளின் திறன்களுக்கு அப்பாற்பட்ட கணக்கீடுகளைச் செய்ய உதவுகிறது. இருப்பினும், இந்த சூப்பர்போசிஷன் உடையக்கூடியது. குவாண்டம் சிதைவு என்பது சுற்றுச்சூழலுடனான தொடர்புகளின் காரணமாக குவாண்டம் தகவலை இழப்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த தொடர்புகள் க்யூபிட்களை சீரற்ற முறையில் தங்கள் நிலையை மாற்றவோ அல்லது அவற்றின் கட்ட ஒருங்கிணைப்பை இழக்கவோ செய்யலாம், கணக்கீட்டில் பிழைகளை அறிமுகப்படுத்தும். எடுத்துக்காட்டுகளில் அடங்கும்:

• பிட்-பிழைப்பு பிழைகள்: |0⟩ நிலையில் உள்ள ஒரு க்யூபிட் |1⟩ ஆக மாறுகிறது, அல்லது நேர்மாறாக.
• கட்ட-பிழைப்பு பிழைகள்: |0⟩ மற்றும் |1⟩ நிலைகளுக்கு இடையிலான சார்பு கட்டம் (relative phase) மாற்றப்படுகிறது.

பிழை திருத்தம் இல்லாமல், இந்த பிழைகள் விரைவாக குவிகின்றன, குவாண்டம் கணக்கீடுகளை பயனற்றதாக்குகின்றன. அளவீடு சூப்பர்போசிஷனை சிதைத்து குவாண்டம் தகவலை அழிக்கும் என்பதால், க்யூபிட்களை நேரடியாக அளவிடாமல் இந்த பிழைகளைக் கண்டறிந்து திருத்துவதே சவால்.

குவாண்டம் பிழை திருத்தத்தின் கோட்பாடுகள்

குவாண்டம் பிழை திருத்தம் என்பது குவாண்டம் தகவலை அதிக எண்ணிக்கையிலான இயற்பியல் க்யூபிட்களாக குறியாக்கம் செய்வதை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒரு தர்க்க க்யூபிட் (logical qubit) என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கூடுதல் தன்மை, குறியாக்கம் செய்யப்பட்ட தகவலை நேரடியாக அளவிடாமல் பிழைகளைக் கண்டறிந்து சரிசெய்ய எங்களை அனுமதிக்கிறது. QEC திட்டங்கள் பொதுவாக பின்வரும் படிகளை உள்ளடக்குகின்றன:

1. குறியாக்கம்: தர்க்க க்யூபிட் ஒரு குறிப்பிட்ட பிழை-திருத்த குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி பல-க்யூபிட் நிலைக்கு குறியாக்கம் செய்யப்படுகிறது.
2. பிழை கண்டறிதல்: ஸ்டேபிலைசர் அளவீடுகள் (stabilizer measurements) என அழைக்கப்படும் பாரிட்டியை சரிபார்ப்பது, பிழைகளின் இருப்பைக் கண்டறிய செய்யப்படுகிறது. இந்த அளவீடுகள் க்யூபிட்டின் உண்மையான நிலையை வெளிப்படுத்தாது, ஆனால் ஒரு பிழை நிகழ்ந்துள்ளதா என்பதையும், அவ்வாறு நிகழ்ந்தால், அது என்ன வகையான பிழை என்பதையும் குறிக்கும்.
3. பிழை திருத்தம்: பிழை அறிகுறியின் (error syndrome) (ஸ்டேபிலைசர் அளவீடுகளின் முடிவு) அடிப்படையில், தர்க்க க்யூபிட்டின் அசல் நிலையை மீட்டெடுக்க இயற்பியல் க்யூபிட்களில் ஒரு திருத்த செயல்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
4. டிகோடிங்: இறுதியாக, குறியாக்கம் செய்யப்பட்ட தர்க்க க்யூபிட்களிலிருந்து கணக்கீட்டு முடிவை பயனுள்ள முடிவைப் பெற டிகோட் செய்ய வேண்டும்.

பல வேறுபட்ட QEC குறியீடுகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த பலம் மற்றும் பலவீனங்களைக் கொண்டுள்ளன. மிகவும் பிரபலமான குறியீடுகளில் ஷோர் குறியீடு, ஸ்டீன் குறியீடு மற்றும் மேற்பரப்பு குறியீடு ஆகியவை அடங்கும்.

குவாண்டம் பிழை திருத்த குறியீடுகள்

ஷோர் குறியீடு

ஷோர் குறியீடு ஆரம்பகால மற்றும் மிகவும் நேரடியான QEC குறியீடுகளில் ஒன்றாகும். இது ஒன்பது இயற்பியல் க்யூபிட்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு தர்க்க க்யூபிட்டை குறியாக்கம் செய்வதன் மூலம் பிட்-பிழைப்பு மற்றும் கட்ட-பிழைப்பு பிழைகள் இரண்டையும் பாதுகாக்கிறது. குறியாக்க செயல்முறையானது இயற்பியல் க்யூபிட்களுக்கு இடையே சிக்கலான நிலைகளை உருவாக்குவதை உள்ளடக்குகிறது, பின்னர் பிழைகளைக் கண்டறிய பாரிட்டியை சரிபார்க்கிறது. கருத்தியல் ரீதியாக எளிமையானதாக இருந்தாலும், ஷோர் குறியீடு தேவைப்படும் க்யூபிட்களின் பெரிய எண்ணிக்கையால் வள-செறிவு மிக்கது.

எடுத்துக்காட்டு:

ஒரு தர்க்க |0⟩ நிலையை குறியாக்கம் செய்ய, ஷோர் குறியீடு பின்வரும் மாற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறது:

|0⟩_L = (|000⟩ + |111⟩)(|000⟩ + |111⟩)(|000⟩ + |111⟩) / (2√2)

இதேபோல், ஒரு தர்க்க |1⟩ நிலைக்கு:

|1⟩_L = (|000⟩ - |111⟩)(|000⟩ - |111⟩)(|000⟩ - |111⟩) / (2√2)

மூன்று க்யூபிட்களின் ஒவ்வொரு குழுவிலும் பாரிட்டியை அளவிடுவதன் மூலம் பிழை கண்டறிதல் அடையப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, க்யூபிட்கள் 1, 2 மற்றும் 3 இன் பாரிட்டியை அளவிடுவது அந்த குழுவில் பிட்-பிழைப்பு பிழை நிகழ்ந்துள்ளதா என்பதை வெளிப்படுத்தும். கட்ட-பிழைப்பு பிழைகளைக் கண்டறிய இதேபோன்ற பாரிட்டி சோதனைகள் செய்யப்படுகின்றன.

ஸ்டீன் குறியீடு

ஸ்டீன் குறியீடு மற்றொரு ஆரம்ப QEC குறியீடாகும், இது ஒரு தர்க்க க்யூபிட்டை குறியாக்கம் செய்ய ஏழு இயற்பியல் க்யூபிட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இது எந்தவொரு ஒற்றை க்யூபிட் பிழையையும் (பிட்-பிழைப்பு மற்றும் கட்ட-பிழைப்பு இரண்டும்) சரிசெய்ய முடியும். ஸ்டீன் குறியீடு கிளாசிக்கல் பிழை-திருத்த குறியீடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் க்யூபிட் ஓவர்ஹெட் அடிப்படையில் ஷோர் குறியீட்டை விட மிகவும் திறமையானது. ஸ்டீன் குறியீட்டிற்கான குறியாக்க மற்றும் டிகோடிங் சுற்றுகள் நிலையான குவாண்டம் வாயில்களைப் பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்படலாம்.

ஸ்டீன் குறியீடு ஒரு [7,1,3] குவாண்டம் குறியீடாகும், அதாவது இது 1 தர்க்க க்யூபிட்டை 7 இயற்பியல் க்யூபிட்களாக குறியாக்கம் செய்கிறது மற்றும் 1 பிழை வரை சரிசெய்ய முடியும். இது கிளாசிக்கல் [7,4,3] ஹாம்மிங் குறியீட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. ஹாம்மிங் குறியீட்டிற்கான ஜெனரேட்டர் மேட்ரிக்ஸ் குறியாக்க சுற்றை வரையறுக்கிறது.

மேற்பரப்பு குறியீடு

மேற்பரப்பு குறியீடு நடைமுறை குவாண்டம் கணினிகளுக்கான மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய QEC குறியீடுகளில் ஒன்றாகும். இது ஒரு உயர் பிழை வரம்பைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது இயற்பியல் க்யூபிட்களில் ஒப்பீட்டளவில் அதிக பிழை விகிதங்களை இது பொறுத்துக்கொள்ளும். மேற்பரப்பு குறியீடு ஒரு இரு பரிமாண கட்டத்தில் க்யூபிட்களை ஏற்பாடு செய்கிறது, தரவு க்யூபிட்கள் தர்க்க தகவலை குறியாக்கம் செய்கின்றன மற்றும் அன்சிலா க்யூபிட்கள் பிழை கண்டறிதலுக்காக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அருகிலுள்ள க்யூபிட்களின் பாரிட்டியை அளவிடுவதன் மூலம் பிழை கண்டறிதல் செய்யப்படுகிறது, மேலும் இதன் விளைவாக வரும் பிழை அறிகுறியின் அடிப்படையில் பிழை திருத்தம் செய்யப்படுகிறது.

மேற்பரப்பு குறியீடுகள் இடவியல் குறியீடுகள் (topological codes) ஆகும், அதாவது குறியாக்கம் செய்யப்பட்ட தகவல் க்யூபிட் ஏற்பாட்டின் இடவியலால் பாதுகாக்கப்படுகிறது. இது அவற்றை உள்ளூர் பிழைகளுக்கு வலுவாக ஆக்குகிறது மற்றும் வன்பொருளில் செயல்படுத்துவதை எளிதாக்குகிறது.

க்யூபிட் நிலைப்படுத்தும் நுட்பங்கள்

க்யூபிட் நிலைப்படுத்துதல் என்பது க்யூபிட்களின் ஒருங்கிணைப்பு நேரத்தை (coherence time) நீட்டிப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, இது அவை தங்கள் சூப்பர்போசிஷன் நிலையை பராமரிக்கக்கூடிய கால அளவு. க்யூபிட்களை நிலைப்படுத்துவது பிழைகளின் அதிர்வெண்ணைக் குறைக்கிறது மற்றும் குவாண்டம் கணக்கீடுகளின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. க்யூபிட்களை நிலைப்படுத்த பல நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம்:

• டைனமிக் டீகப்ளிங் (Dynamic Decoupling): இந்த நுட்பமானது சுற்றுச்சூழல் இரைச்சலின் விளைவுகளை ரத்து செய்ய கவனமாக நேரம்கட்டப்பட்ட துடிப்புகளின் (pulses) தொடரை க்யூபிட்களுக்குப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்குகிறது. துடிப்புகள் இரைச்சலை திறம்பட சராசரி செய்கின்றன, அவை சிதைவை ஏற்படுத்தாமல் தடுக்கின்றன.
• செயலில் பின்னூட்டம் (Active Feedback): செயலில் பின்னூட்டம் என்பது க்யூபிட்களின் நிலையை தொடர்ந்து கண்காணித்து, நிகழ்நேரத்தில் திருத்த நடவடிக்கைகளைச் செய்வதை உள்ளடக்குகிறது. இதற்கு வேகமான மற்றும் துல்லியமான அளவீட்டு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் தேவை, ஆனால் இது க்யூபிட் நிலைத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்தும்.
• மேம்படுத்தப்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தி: உயர் தரமான பொருட்கள் மற்றும் மிகவும் துல்லியமான உற்பத்தி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது க்யூபிட்களில் உள்ள உள்ளார்ந்த இரைச்சலைக் குறைக்கும். இதில் ஐசோடோபிக்கலி தூய பொருட்களைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் க்யூபிட் கட்டமைப்பில் உள்ள குறைபாடுகளைக் குறைத்தல் ஆகியவை அடங்கும்.
• குளிர்பதன சூழல்கள்: குவாண்டம் கணினிகளை மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் இயக்குவது வெப்ப இரைச்சலைக் குறைக்கிறது, இது சிதைவின் ஒரு முக்கிய ஆதாரமாகும். எடுத்துக்காட்டாக, சூப்பர் கண்டக்டிங் க்யூபிட்கள் பொதுவாக முழு பூஜ்ய வெப்பநிலைக்கு அருகில் இயக்கப்படுகின்றன.

குவாண்டம் பிழை திருத்தத்திற்கான பைதான் நூலகங்கள்

பைதான் குவாண்டம் பிழை திருத்த குறியீடுகளை உருவகப்படுத்தவும் செயல்படுத்தவும் பயன்படுத்தக்கூடிய பல நூலகங்களை வழங்குகிறது. இந்த நூலகங்கள் க்யூபிட்களை குறியாக்கம் செய்வதற்கும், பிழை கண்டறிதலைச் செய்வதற்கும், பிழை திருத்த நடவடிக்கைகளைச் செய்வதற்கும் கருவிகளை வழங்குகின்றன. QEC க்கான சில பிரபலமான பைதான் நூலகங்கள்:

• Qiskit: Qiskit என்பது IBM ஆல் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு விரிவான குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் கட்டமைப்பு. இது குவாண்டம் சுற்றுகளை வடிவமைக்கவும் உருவகப்படுத்தவும் கருவிகளை வழங்குகிறது, இதில் பிழை திருத்த சுற்றுகள் அடங்கும். Qiskit QEC குறியீடுகளை வரையறுப்பதற்கும், ஸ்டேபிலைசர் அளவீடுகளை செயல்படுத்துவதற்கும், பிழை திருத்த உருவகப்படுத்துதல்களைச் செய்வதற்கும் தொகுதிகளை உள்ளடக்கியுள்ளது.
• pyQuil: pyQuil என்பது Rigetti Computing இன் குவாண்டம் கணினிகளுடன் தொடர்பு கொள்வதற்கான ஒரு பைதான் நூலகம். இது Quil குவாண்டம் அறிவுறுத்தல் மொழியைப் பயன்படுத்தி குவாண்டம் நிரல்களை எழுதவும் இயக்கவும் உங்களை அனுமதிக்கிறது. pyQuil உண்மையான குவாண்டம் வன்பொருளில் QEC குறியீடுகளை உருவகப்படுத்தவும் பரிசோதிக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• PennyLane: PennyLane என்பது குவாண்டம் இயந்திர கற்றலுக்கான ஒரு பைதான் நூலகம். இது குவாண்டம் நியூரல் நெட்வொர்க்குகளை உருவாக்கவும் பயிற்சி அளிக்கவும் கருவிகளை வழங்குகிறது மற்றும் குவாண்டம் பிழை திருத்தம் மற்றும் குவாண்டம் இயந்திர கற்றல் இடையேயான தொடர்பை ஆராய பயன்படுத்தப்படலாம்.
• Stim: Stim என்பது QEC சுற்றுகள், குறிப்பாக மேற்பரப்பு குறியீடுகளை பெஞ்ச்மார்க் செய்வதற்கு பயனுள்ள ஒரு வேகமான ஸ்டேபிலைசர் சர்க்யூட் சிமுலேட்டர் ஆகும். இது மிகவும் செயல்திறன் மிக்கது மற்றும் மிக பெரிய குவாண்டம் அமைப்புகளை கையாளக்கூடியது.

பைதான் எடுத்துக்காட்டுகள்: Qiskit உடன் QEC ஐ செயல்படுத்துதல்

ஒரு எளிய QEC குறியீட்டை உருவகப்படுத்த Qiskit ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதற்கான அடிப்படை எடுத்துக்காட்டு இங்கே. இந்த எடுத்துக்காட்டு பிட்-பிழைப்பு குறியீட்டைக் காட்டுகிறது, இது மூன்று இயற்பியல் க்யூபிட்களைப் பயன்படுத்தி பிட்-பிழைப்பு பிழைகளுக்கு எதிராக பாதுகாக்கிறது.

from qiskit import QuantumCircuit, transpile, Aer, execute
from qiskit.providers.aer import QasmSimulator

# 3 க்யூபிட்கள் மற்றும் 3 கிளாசிக்கல் பிட்களுடன் ஒரு குவாண்டம் சுற்றை உருவாக்கவும்
qc = QuantumCircuit(3, 3)

# தர்க்க க்யூபிட்டை குறியாக்கம் செய்யவும் (எ.கா., |0⟩ ஐ |000⟩ ஆக குறியாக்கம் செய்யவும்)
# நீங்கள் |1⟩ ஐ குறியாக்கம் செய்ய விரும்பினால், குறியாக்கத்திற்கு முன் ஒரு X வாயிலைச் சேர்க்கவும்

# இரண்டாவது க்யூபிட்டில் ஒரு பிட்-பிழைப்பு பிழையை அறிமுகப்படுத்தவும் (விருப்பத்தேர்வு)
# qc.x(1)

# பிழை கண்டறிதல்: க்யூபிட்கள் 0 மற்றும் 1, மற்றும் 1 மற்றும் 2 இன் பாரிட்டியை அளவிடவும்
nc.cx(0, 1)
nc.cx(2, 1)

# பிழை அறிகுறியைப் பெற அன்சிலா க்யூபிட்களை (க்யூபிட் 1) அளவிடவும்
nc.measure(1, 0)

# அறிகுறியின் அடிப்படையில் பிழையை சரிசெய்யவும்
nc.cx(1, 2)
nc.cx(1, 0)

# தர்க்க க்யூபிட்டை அளவிடவும் (க்யூபிட் 0)
nc.measure(0, 1)
nc.measure(2,2)

# சுற்றை உருவகப்படுத்தவும்
simulator = Aer.get_backend('qasm_simulator')
transpiled_qc = transpile(qc, simulator)
job = simulator.run(transpiled_qc, shots=1024)
result = job.result()
counts = result.get_counts(qc)

print(counts)

விளக்கம்:

1. குறியீடு மூன்று க்யூபிட்களுடன் ஒரு குவாண்டம் சுற்றை உருவாக்குகிறது. க்யூபிட் 0 தர்க்க க்யூபிட்டைக் குறிக்கிறது மற்றும் க்யூபிட்கள் 1 மற்றும் 2 ஆகியவை அன்சிலா க்யூபிட்கள்.
2. தர்க்க க்யூபிட், அனைத்து இயற்பியல் க்யூபிட்களையும் ஒரே நிலைக்கு அமைப்பதன் மூலம் குறியாக்கம் செய்யப்படுகிறது ( |000⟩ அல்லது |111⟩, நாம் |0⟩ அல்லது |1⟩ ஐ குறியாக்கம் செய்ய விரும்புகிறோமா என்பதைப் பொறுத்து).
3. உண்மையான உலக பிழையை உருவகப்படுத்த, இரண்டாவது க்யூபிட்டில் ஒரு விருப்பமான பிட்-பிழைப்பு பிழை அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது.
4. க்யூபிட்கள் 0 மற்றும் 1, மற்றும் 1 மற்றும் 2 ஆகியவற்றின் பாரிட்டியை அளவிடுவதன் மூலம் பிழை கண்டறிதல் செய்யப்படுகிறது. இது CNOT வாயில்களைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது, அவை க்யூபிட்களை சிக்கலாக்கி, தர்க்க க்யூபிட்டை நேரடியாக அளவிடாமல் அவற்றின் பாரிட்டியை அளவிட அனுமதிக்கிறது.
5. பிழை அறிகுறியைப் பெற அன்சிலா க்யூபிட்கள் அளவிடப்படுகின்றன.
6. பிழை அறிகுறியின் அடிப்படையில், தர்க்க க்யூபிட்டின் அசல் நிலையை மீட்டெடுக்க இயற்பியல் க்யூபிட்களில் ஒரு திருத்த செயல்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
7. இறுதியாக, கணக்கீட்டின் முடிவைப் பெற தர்க்க க்யூபிட் அளவிடப்படுகிறது.

இது ஒரு எளிமையான எடுத்துக்காட்டு, மேலும் மிகவும் சிக்கலான QEC குறியீடுகளுக்கு மிகவும் அதிநவீன சுற்றுகள் மற்றும் பிழை திருத்த உத்திகள் தேவைப்படுகின்றன. இருப்பினும், இது QEC இன் அடிப்படை கொள்கைகளையும் Qiskit போன்ற பைதான் நூலகங்களை QEC திட்டங்களை உருவகப்படுத்தவும் செயல்படுத்தவும் எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதையும் காட்டுகிறது.

குவாண்டம் பிழை திருத்தத்தின் எதிர்காலம்

பிழையற்ற குவாண்டம் கணினிகளை உருவாக்க குவாண்டம் பிழை திருத்தம் ஒரு முக்கியமான துணை தொழில்நுட்பமாகும். குவாண்டம் கணினிகள் பெரியதாகவும் சிக்கலானதாகவும் மாறும் போது, பயனுள்ள QEC உத்திகளுக்கான தேவை அதிகரிக்கும். புதிய QEC குறியீடுகளை உயர் பிழை வரம்புகள், குறைந்த க்யூபிட் ஓவர்ஹெட் மற்றும் மிகவும் திறமையான பிழை திருத்த சுற்றுகளுடன் உருவாக்குவதில் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் கவனம் செலுத்துகின்றன. கூடுதலாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் க்யூபிட்களை நிலைப்படுத்தவும் சிதைவைக் குறைக்கவும் புதிய நுட்பங்களை ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.

நடைமுறை QEC திட்டங்களின் வளர்ச்சி ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சவாலாக உள்ளது, ஆனால் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் முழு திறனையும் உணர்ந்து கொள்வதற்கு இது அவசியம். QEC அல்காரிதம்கள், வன்பொருள் மற்றும் மென்பொருள் கருவிகளில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்களுடன், பிழையற்ற குவாண்டம் கணினிகளை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்பு பெருகிய முறையில் யதார்த்தமாகி வருகிறது. எதிர்கால பயன்பாடுகளில் அடங்கும்:

• மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பொருள் அறிவியல்: புதிய மருந்துகளைக் கண்டறியவும் புதிய பொருட்களை வடிவமைக்கவும் சிக்கலான மூலக்கூறுகள் மற்றும் பொருட்களை உருவகப்படுத்துதல்.
• நிதி மாதிரியாக்கம்: முதலீடுகளை மேம்படுத்தவும் அபாயத்தை நிர்வகிக்கவும் மிகவும் துல்லியமான மற்றும் திறமையான நிதி மாதிரிகளை உருவாக்குதல்.
• குறியாக்கம்: தற்போதுள்ள குறியாக்க அல்காரிதம்களை உடைத்தல் மற்றும் புதிய குவாண்டம்-எதிர்ப்பு குறியாக்க முறைகளை உருவாக்குதல்.
• செயற்கை நுண்ணறிவு: மிகவும் சக்திவாய்ந்த மற்றும் அதிநவீன AI மாதிரிகளைப் பயிற்றுவித்தல்.

குவாண்டம் பிழை திருத்தத்தில் உலகளாவிய ஒத்துழைப்பு

குவாண்டம் பிழை திருத்தத்தின் புலம் ஒரு உலகளாவிய முயற்சியாகும், இதில் பல்வேறு பின்னணிகள் மற்றும் நாடுகளைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் அதிநவீனத்தை மேம்படுத்த ஒத்துழைக்கின்றனர். அறிவு, வளங்கள் மற்றும் நிபுணத்துவத்தைப் பகிர்ந்து கொள்வதற்கும், நடைமுறை QEC தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியை விரைவுபடுத்துவதற்கும் சர்வதேச ஒத்துழைப்புகள் அவசியம். உலகளாவிய முயற்சிகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள்:

• கூட்டு ஆராய்ச்சி திட்டங்கள்: பல நாடுகளைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்களை உள்ளடக்கிய கூட்டு ஆராய்ச்சி திட்டங்கள். இந்த திட்டங்கள் பெரும்பாலும் புதிய QEC குறியீடுகளை உருவாக்குவதிலும், வெவ்வேறு குவாண்டம் வன்பொருள் தளங்களில் QEC ஐ செயல்படுத்துவதிலும், பல்வேறு துறைகளில் QEC இன் பயன்பாடுகளை ஆராய்வதிலும் கவனம் செலுத்துகின்றன.
• திறந்த மூல மென்பொருள் மேம்பாடு: Qiskit மற்றும் pyQuil போன்ற QEC க்கான திறந்த மூல மென்பொருள் நூலகங்கள் மற்றும் கருவிகளின் மேம்பாடு உலகளாவிய முயற்சியாகும், இதில் உலகம் முழுவதிலுமிருந்து டெவலப்பர்களின் பங்களிப்பு உள்ளது. இது ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் சமீபத்திய QEC தொழில்நுட்பங்களை எளிதாக அணுகவும் பயன்படுத்தவும் அனுமதிக்கிறது.
• சர்வதேச மாநாடுகள் மற்றும் பட்டறைகள்: சர்வதேச மாநாடுகள் மற்றும் பட்டறைகள் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு அவர்களின் சமீபத்திய கண்டுபிடிப்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்ளவும் QEC துறையில் உள்ள சவால்கள் மற்றும் வாய்ப்புகளைப் பற்றி விவாதிக்கவும் ஒரு மன்றத்தை வழங்குகின்றன. இந்த நிகழ்வுகள் ஒத்துழைப்பை வளர்க்கின்றன மற்றும் புதுமையின் வேகத்தை விரைவுபடுத்துகின்றன.
• தரப்படுத்தல் முயற்சிகள்: சர்வதேச தரப்படுத்தல் அமைப்புகள் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கான தரநிலைகளை, QEC க்கான தரநிலைகள் உட்பட, உருவாக்க வேலை செய்கின்றன. இது வெவ்வேறு குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் அமைப்புகளுக்கு இடையே இயங்குதன்மை மற்றும் இணக்கத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த உதவும்.

உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் ஒன்றாகச் செயல்படுவதன் மூலம், குவாண்டம் பிழை திருத்தத்தின் வளர்ச்சியை விரைவுபடுத்தலாம் மற்றும் மனிதகுலத்தின் நன்மைக்காக குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் முழு திறனையும் திறக்கலாம். வட அமெரிக்கா, ஐரோப்பா, ஆசியா மற்றும் ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள நிறுவனங்களுக்கு இடையிலான ஒத்துழைப்பு இந்த இளம் துறையில் புதுமைகளை இயக்குகிறது.

முடிவுரை

பிழையற்ற குவாண்டம் கணினிகளை உருவாக்க குவாண்டம் பிழை திருத்தம் ஒரு முக்கியமான தொழில்நுட்பமாகும். க்யூபிட் நிலைப்படுத்தும் நுட்பங்கள், மேம்பட்ட QEC குறியீடுகள் மற்றும் மென்பொருள் கருவிகளுடன் இணைந்து, இரைச்சல் மற்றும் சிதைவின் விளைவுகளைத் தணிக்க இன்றியமையாதவை. Qiskit மற்றும் pyQuil போன்ற பைதான் நூலகங்கள் QEC திட்டங்களை உருவகப்படுத்தவும் செயல்படுத்தவும் சக்திவாய்ந்த கருவிகளை வழங்குகின்றன. குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து முன்னேறி வருவதால், நடைமுறை மற்றும் நம்பகமான குவாண்டம் கணினிகளின் வளர்ச்சியை செயல்படுத்துவதில் QEC ஒரு முக்கிய பங்கு வகிக்கும். உலகளாவிய ஒத்துழைப்பு மற்றும் திறந்த மூல மேம்பாடு இந்த துறையில் முன்னேற்றத்தை விரைவுபடுத்துவதற்கும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் முழு திறனையும் உணர்ந்து கொள்வதற்கும் முக்கியமாகும்.