Η Microsoft και η Quantinuum έχουν αναφέρει μια σημαντική ανακάλυψη στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων. Συνδυάζοντας την τεχνολογία ion-trap της Quantinuum με την επαναστατική προσέγγιση εικονικοποίησης qubit της Microsoft, η συνεργασία κατάφερε να ολοκληρώσει σωστά περισσότερες από 14.000 δοκιμές. Αυτό το επίτευγμα είναι ζωτικής σημασίας επειδή επιτρέπει τον εντοπισμό και τη διόρθωση σφαλμάτων σε λογικά qubit διατηρώντας παράλληλα την ακεραιότητά τους.
Αυτή η ανακάλυψη σηματοδοτεί μια μετατόπιση από την θορυβώδη κβαντική περίοδο ενδιάμεσης κλίμακας (NISQ), η οποία χαρακτηρίστηκε από συστήματα που ήταν ευαίσθητα σε μικροσκοπικές περιβαλλοντικές αλλαγές, με αποτέλεσμα απρόβλεπτο και περιορισμένο σε μερικές χιλιάδες qubits. Οι δυνατότητες του κβαντικού υπολογισμού είναι τεράστιες, καθώς ένα qubit, σε αντίθεση με ένα κλασικό bit, μπορεί να βρίσκεται σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα μέχρι να μετρηθεί.
Στην τεχνική τους εργασία, οι επιστήμονες εξηγούν πώς χρησιμοποίησαν τον επεξεργαστή παγιδευμένων ιόντων H2 της Quantinuum για να μετατρέψουν 30 φυσικά qubits σε τέσσερα ισχυρά λογικά qubits. Αυτή η μέθοδος κωδικοποίησης βελτιώνει την προστασία σφαλμάτων μέσω της εμπλοκής, καθιστώντας ευκολότερο τον εντοπισμό και τη διόρθωση σφαλμάτων σε φυσικά qubit ενώ αφήνει ανέπαφα τα λογικά qubits.
Η διόρθωση σφαλμάτων ήταν ένα μεγάλο εμπόδιο για τη μετάβαση πέρα από την περίοδο NISQ. Η βελτίωση της ποιότητας και η μείωση του θορύβου των φυσικών qubits είναι κρίσιμης σημασίας, διότι χωρίς περίπλοκη διόρθωση σφαλμάτων, τα κβαντικά συστήματα θα συνεχίσουν να αποσυντίθενται. Οι Dennis Tom και Krysta Svore της Microsoft τόνισαν ότι η βελτίωση της ποιότητας λειτουργίας των φυσικών qubit, μαζί με μια εξειδικευμένη αρχιτεκτονική, μπορεί να οδηγήσει σε ισχυρούς, ανεκτικούς σε σφάλματα κβαντικούς υπολογιστές ικανούς να ολοκληρώσουν πολύπλοκους υπολογισμούς.
Το επίτευγμα καταδεικνύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στη μείωση της διαφοράς μεταξύ λογικών και φυσικών ποσοστών σφάλματος qubit, με έως και 800x βελτίωση σε σχέση με τη χρήση αποκλειστικά φυσικών qubits. Η ικανότητα ενεργητικής επιδιόρθωσης σφαλμάτων χωρίς καταστροφή λογικών qubits είναι ένα σημαντικό ορόσημο στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων, παρουσιάζοντας το χαμηλό λογικό ποσοστό σφάλματος του συστήματος μετά από πολλούς γύρους εξαγωγής συνδρόμου.
Αυτό το επίτευγμα αναμένεται να δώσει ώθηση στην περαιτέρω ανάπτυξη και αποδοχή συγκρίσιμων προσεγγίσεων διόρθωσης σφαλμάτων στην κοινότητα των κβαντικών υπολογιστών. Ο Ilyas Khan του Quantinuum επαίνεσε τη συμβολή της συνεργασίας στην προώθηση του κβαντικού οικοσυστήματος, εκφράζοντας ενθουσιασμό για το μέλλον των κβαντικών εφαρμογών και τη μετάβαση σε κλιμακωτούς κβαντικούς επεξεργαστές.