Microsoft i Quantinuum ogłosiły znaczący przełom w kwantowej korekcji błędów. Dzięki połączeniu technologii pułapek jonowych firmy Quantinuum z rewolucyjnym podejściem firmy Microsoft do wirtualizacji kubitów w ramach współpracy udało się poprawnie przeprowadzić ponad 14 000 prób. Osiągnięcie to jest kluczowe, ponieważ pozwala na wykrywanie i naprawianie błędów w kubitach logicznych przy jednoczesnym zachowaniu ich integralności.
Odkrycie to oznacza odejście od zaszumionego okresu kwantowego w skali pośredniej (NISQ), który charakteryzował się systemami wrażliwymi na drobne zmiany środowiskowe, co skutkowało nieprzewidywalnością i ograniczało się do kilku tysięcy kubitów. Potencjał obliczeń kwantowych jest ogromny, ponieważ kubit, w przeciwieństwie do klasycznego bitu, do czasu pomiaru może znajdować się w kilku stanach jednocześnie.
W swoim dokumencie technicznym naukowcy wyjaśniają, w jaki sposób wykorzystali procesor Quantinuum z uwięzionymi jonami H2 do przekształcenia 30 kubitów fizycznych w cztery mocne kubity logiczne. Ta metoda kodowania poprawia ochronę przed błędami poprzez splątanie, ułatwiając wykrywanie i naprawianie błędów w fizycznych kubitach, pozostawiając nienaruszone kubity logiczne.
Korekta błędów była dużą przeszkodą w wyjściu poza okres NISQ. Poprawa jakości i zmniejszenie szumu fizycznych kubitów ma kluczowe znaczenie, ponieważ bez wyrafinowanej korekcji błędów systemy kwantowe będą nadal ulegać dekoherencji. Dennis Tom i Krysta Svore z Microsoftu podkreślili, że poprawa jakości działania fizycznych kubitów w połączeniu ze wyspecjalizowaną architekturą może zaowocować potężnymi, odpornymi na awarie komputerami kwantowymi, zdolnymi do wykonywania skomplikowanych obliczeń.
Osiągnięcie to stanowi znaczący krok naprzód w zmniejszaniu różnicy między współczynnikiem błędów logicznych i fizycznych kubitów, z nawet 800-krotną poprawą w porównaniu ze stosowaniem wyłącznie kubitów fizycznych. Zdolność do aktywnego naprawiania błędów bez niszczenia kubitów logicznych jest znaczącym kamieniem milowym w kwantowej korekcji błędów, wykazując niski poziom błędów logicznych systemu po wielu rundach ekstrakcji syndromów.
Oczekuje się, że to osiągnięcie pobudzi dalszy rozwój i akceptację porównywalnych podejść do korekcji błędów w społeczności obliczeń kwantowych. Ilyas Khan z Quantinuum pochwalił wkład tej współpracy w rozwój ekosystemu kwantowego, wyrażając entuzjazm dla przyszłości zastosowań kwantowych i przejścia na skalowalne procesory kwantowe.