Microsoft och Quantinuum har rapporterat ett stort genombrott inom kvantfelskorrigering. Genom att kombinera Quantinuums jonfälla-teknologi med Microsofts revolutionerande qubit-virtualiseringsmetod kunde samarbetet slutföra över 14 000 försök korrekt. Denna prestation är avgörande eftersom den möjliggör upptäckt och korrigering av fel i logiska qubits samtidigt som deras integritet bevaras.
Denna upptäckt markerar en förskjutning bort från den bullriga intermediate scale quantum (NISQ) perioden, som kännetecknades av system som var känsliga för små miljöförändringar, vilket resulterade i oförutsägbarhet och begränsade till några tusen qubits. Potentialen för kvantberäkning är enorm, eftersom en qubit, till skillnad från en klassisk bit, kan vara i flera tillstånd samtidigt tills den mäts.
I deras tekniska papper förklarar forskarna hur de använde Quantinuums H2 fångade-jonprocessor för att förvandla 30 fysiska qubits till fyra starka logiska qubits. Denna kodningsmetod förbättrar felskyddet genom entanglement, vilket gör det lättare att upptäcka och korrigera fel i fysiska qubits samtidigt som logiska qubits lämnas intakta.
Felkorrigering har varit en stor vägspärr för att gå bortom NISQ-perioden. Att förbättra kvaliteten och sänka bruset från fysiska qubits är avgörande, för utan sofistikerad felkorrigering kommer kvantsystem att fortsätta att bryta samman. Dennis Tom och Krysta Svore från Microsoft betonade att förbättrad driftskvalitet för fysiska qubits, tillsammans med en specialiserad arkitektur, kan resultera i kraftfulla, feltoleranta kvantdatorer som kan utföra komplicerade beräkningar.
Prestationen visar ett betydande steg framåt för att minska skillnaden mellan logiska och fysiska qubit-felfrekvenser, med upp till en 800x förbättring jämfört med att använda enbart fysiska qubits. Förmågan att aktivt reparera fel utan att förstöra logiska qubits är en betydande milstolpe i kvantfelskorrigering, som uppvisar systemets låga logiska felfrekvens efter många omgångar av syndromextraktion.
Denna prestation förväntas stimulera ytterligare utveckling och acceptans av jämförbara felkorrigeringsmetoder inom kvantberäkningssamhället. Ilyas Khan från Quantinuum komplimenterade samarbetets bidrag till att främja kvantekosystemet, och uttryckte entusiasm för framtiden för kvantapplikationer och övergången till skalbara kvantprocessorer.