Microsoft en Quantinuum hebben een grote doorbraak gerapporteerd in de correctie van kwantumfouten. Door de ion-trap-technologie van Quantinuum te combineren met de revolutionaire qubit-virtualisatieaanpak van Microsoft, kon de samenwerking meer dan 14.000 tests correct voltooien. Deze prestatie is cruciaal omdat het de detectie en rectificatie van fouten in logische qubits mogelijk maakt, terwijl hun integriteit behouden blijft.
Deze ontdekking markeert een verschuiving weg van de luidruchtige middenschaalkwantumperiode (NISQ), die werd gekenmerkt door systemen die gevoelig waren voor kleine veranderingen in de omgeving, resulterend in onvoorspelbaarheid en beperkt tot een paar duizend qubits. Het potentieel van quantum computing is enorm, omdat een qubit, in tegenstelling tot een klassiek bit, zich in verschillende toestanden tegelijk kan bevinden totdat hij wordt gemeten.
In hun technische paper leggen de wetenschappers uit hoe ze de H2-trapped-ion-processor van Quantinuum hebben gebruikt om 30 fysieke qubits om te zetten in vier sterke logische qubits. Deze coderingsmethode verbetert de foutbeveiliging door verstrengeling, waardoor het gemakkelijker wordt om fouten in fysieke qubits te detecteren en te corrigeren, terwijl logische qubits intact blijven.
Foutcorrectie is een groot obstakel geweest bij het overstijgen van de NISQ-periode. Het verbeteren van de kwaliteit en het verminderen van de ruis van fysieke qubits is van cruciaal belang, omdat kwantumsystemen zonder geavanceerde foutcorrectie zullen blijven decohereren. Dennis Tom en Krysta Svore van Microsoft benadrukten dat het verbeteren van de operationele kwaliteit van fysieke qubits, samen met een gespecialiseerde architectuur, kan resulteren in krachtige, fouttolerante kwantumcomputers die ingewikkelde berekeningen kunnen uitvoeren.
Deze prestatie toont een substantiële stap voorwaarts aan in het verkleinen van het verschil tussen logische en fysieke qubit-foutpercentages, met een verbetering tot wel 800x ten opzichte van het gebruik van uitsluitend fysieke qubits. Het vermogen om actief fouten te herstellen zonder logische qubits te vernietigen, is een belangrijke mijlpaal in de kwantumfoutcorrectie, en vertoont het lage logische foutenpercentage van het systeem na talloze ronden van syndroomextractie.
Verwacht wordt dat deze prestatie de verdere ontwikkeling en acceptatie van vergelijkbare foutcorrectiebenaderingen in de quantumcomputergemeenschap zal stimuleren. Ilyas Khan van Quantinuum complimenteerde de bijdrage van de samenwerking aan het bevorderen van het kwantum-ecosysteem en uitte zijn enthousiasme voor de toekomst van kwantumtoepassingen en de transitie naar schaalbare kwantumprocessors.