Microsoft et Quantinuum ont fait état d'une avancée majeure dans le domaine de la correction quantique des erreurs. En combinant la technologie de piège à ions de Quantinuum et l'approche révolutionnaire de Microsoft en matière de virtualisation des qubits, la coopération a permis de réaliser correctement plus de 14 000 essais. Ce résultat est crucial car il permet de détecter et de rectifier les erreurs dans les qubits logiques tout en préservant leur intégrité.
Cette découverte marque un tournant par rapport à la période des systèmes quantiques intermédiaires bruyants (NISQ), qui étaient caractérisés par des systèmes sensibles à de minuscules changements environnementaux, ce qui les rendait imprévisibles et les limitait à quelques milliers de qubits. Le potentiel de l'informatique quantique est énorme, car un qubit, contrairement à un bit classique, peut se trouver dans plusieurs états en même temps jusqu'à ce qu'il soit mesuré.
Dans leur document technique, les scientifiques expliquent comment ils ont utilisé le processeur à ions piégés H2 de Quantinuum pour transformer 30 qubits physiques en quatre qubits logiques puissants. Cette méthode d'encodage améliore la protection contre les erreurs grâce à l'enchevêtrement, ce qui facilite la détection et la rectification des erreurs dans les qubits physiques tout en laissant les qubits logiques intacts.
La correction d'erreurs a été un obstacle majeur au dépassement de la période NISQ. Il est essentiel d'améliorer la qualité et de réduire le bruit des qubits physiques, car sans correction d'erreur sophistiquée, les systèmes quantiques continueront à se désagréger. Dennis Tom et Krysta Svore, de Microsoft, ont souligné que l'amélioration de la qualité de fonctionnement des qubits physiques, associée à une architecture spécialisée, peut donner naissance à des ordinateurs quantiques puissants et tolérants aux pannes, capables d'effectuer des calculs complexes.
Ce résultat constitue une avancée substantielle dans la réduction de la différence entre les taux d'erreur des qubits logiques et physiques, avec une amélioration allant jusqu'à 800 fois par rapport à l'utilisation exclusive de qubits physiques. La capacité de réparer activement les erreurs sans détruire les qubits logiques est une étape importante dans la correction quantique des erreurs, car le système présente un faible taux d'erreur logique après de nombreux cycles d'extraction de syndromes.
Cette réalisation devrait stimuler le développement et l'acceptation d'approches comparables de correction d'erreurs dans la communauté de l'informatique quantique. Ilyas Khan, de Quantinuum, a salué la contribution de la collaboration à l'avancement de l'écosystème quantique, exprimant son enthousiasme pour l'avenir des applications quantiques et la transition vers des processeurs quantiques évolutifs.