Microsoft và Quantinuum đã báo cáo một bước đột phá lớn trong việc sửa lỗi lượng tử. Bằng cách kết hợp công nghệ bẫy ion của Quantinuum với phương pháp ảo hóa qubit mang tính cách mạng của Microsoft, sự hợp tác đã có thể hoàn thành chính xác hơn 14.000 thử nghiệm. Thành tựu này rất quan trọng vì nó cho phép phát hiện và sửa lỗi trong các qubit logic trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của chúng.
Khám phá này đánh dấu sự chuyển đổi khỏi thời kỳ lượng tử quy mô trung gian ồn ào (NISQ), vốn được đặc trưng bởi các hệ thống nhạy cảm với những thay đổi nhỏ của môi trường, dẫn đến không thể đoán trước và bị giới hạn ở vài nghìn qubit. Tiềm năng của điện toán lượng tử là rất lớn, vì một qubit, không giống như bit cổ điển, có thể ở nhiều trạng thái cùng lúc cho đến khi được đo.
Trong bài viết kỹ thuật, các nhà khoa học giải thích cách họ sử dụng bộ xử lý ion bẫy H2 của Quantinuum để biến 30 qubit vật lý thành bốn qubit logic mạnh. Phương pháp mã hóa này cải thiện khả năng bảo vệ lỗi thông qua sự vướng víu, giúp phát hiện và sửa lỗi trong các qubit vật lý dễ dàng hơn trong khi vẫn giữ nguyên các qubit logic.
Sửa lỗi là một trở ngại lớn trong việc vượt qua giai đoạn NISQ. Việc cải thiện chất lượng và giảm tiếng ồn của qubit vật lý là rất quan trọng, vì nếu không sửa lỗi phức tạp, các hệ lượng tử sẽ tiếp tục mất kết hợp. Dennis Tom và Krysta Svore của Microsoft nhấn mạnh rằng việc cải thiện chất lượng hoạt động của qubit vật lý, cùng với kiến trúc chuyên dụng, có thể tạo ra các máy tính lượng tử mạnh mẽ, có khả năng chịu lỗi cao và có khả năng hoàn thành các phép tính phức tạp.
Thành tựu này thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc giảm sự khác biệt giữa tỷ lệ lỗi qubit vật lý và logic, với mức cải thiện lên tới 800 lần so với việc chỉ sử dụng các qubit vật lý riêng. Khả năng chủ động sửa lỗi mà không phá hủy qubit logic là một cột mốc quan trọng trong việc sửa lỗi lượng tử, cho thấy tỷ lệ lỗi logic thấp của hệ thống sau nhiều vòng trích xuất hội chứng.
Thành tựu này dự kiến sẽ thúc đẩy sự phát triển hơn nữa và chấp nhận các phương pháp sửa lỗi tương đương trong cộng đồng điện toán lượng tử. Ilyas Khan của Quantinuum khen ngợi sự đóng góp của sự hợp tác trong việc thúc đẩy hệ sinh thái lượng tử, bày tỏ sự nhiệt tình đối với tương lai của các ứng dụng lượng tử và quá trình chuyển đổi sang bộ xử lý lượng tử có thể mở rộng.