Microsoft og Quantinuum har rapporteret om et stort gennembrud inden for kvantefejlkorrektion. Ved at kombinere Quantinuums ion-trap-teknologi med Microsofts revolutionerende qubit-virtualiseringstilgang var samarbejdet i stand til at gennemføre over 14.000 forsøg korrekt. Denne præstation er afgørende, fordi den giver mulighed for detektering og udbedring af fejl i logiske qubits, samtidig med at deres integritet bevares.
Denne opdagelse markerer et skift væk fra den støjende intermediate scale quantum (NISQ) periode, som var karakteriseret ved systemer, der var følsomme over for små miljøændringer, hvilket resulterede i uforudsigelighed og begrænset til nogle få tusinde qubits. Potentialet ved kvanteberegning er enormt, da en qubit, i modsætning til en klassisk bit, kan være i flere tilstande på samme tid, indtil den måles.
I deres tekniske papir forklarer forskerne, hvordan de brugte Quantinuums H2 fangede-ion-processor til at omdanne 30 fysiske qubits til fire stærke logiske qubits. Denne indkodningsmetode forbedrer fejlbeskyttelse gennem sammenfiltring, hvilket gør det nemmere at opdage og rette fejl i fysiske qubits, mens logiske qubits forbliver intakte.
Fejlrettelse har været en stor vejspærring i at bevæge sig ud over NISQ-perioden. At forbedre kvaliteten og sænke støjen fra fysiske qubits er kritisk, for uden sofistikeret fejlkorrektion vil kvantesystemer fortsætte med at dekohere. Dennis Tom og Krysta Svore fra Microsoft understregede, at forbedring af driftskvaliteten af fysiske qubits sammen med en specialiseret arkitektur kan resultere i kraftige, fejltolerante kvantecomputere, der er i stand til at gennemføre komplicerede beregninger.
Præstationen demonstrerer et væsentligt skridt fremad i at sænke forskellen mellem logiske og fysiske qubit-fejlfrekvenser med op til en 800x forbedring i forhold til udelukkende at anvende fysiske qubits. Evnen til aktivt at reparere fejl uden at ødelægge logiske qubits er en væsentlig milepæl inden for kvantefejlkorrektion, der udviser systemets lave logiske fejlrate efter adskillige runder af syndromudvinding.
Denne præstation forventes at anspore til yderligere udvikling og accept af sammenlignelige fejlkorrektionsmetoder i kvantecomputersamfundet. Ilyas Khan fra Quantinuum komplimenterede samarbejdets bidrag til at fremme kvanteøkosystemet og udtrykte entusiasme for fremtiden for kvanteapplikationer og overgangen til skalerbare kvanteprocessorer.