Новий Quantum Chip Google вражає ціль виправлення помилок

Виправлення квантової помилки, що пригнічує помилки нижче критичного порогу, необхідного для досягнення майбутніх практичних квантових обчислювальних додатків Природа на цьому тижні. Продуктивність пристрою, якщо його масштабують, може полегшити експлуатаційні вимоги масштабних квантових обчислень, стійких до несправностей.

Квантові обчислення можуть прискорити обчислення та перевищувати можливості класичних комп’ютерів у певних завданнях. Однак квантові комп’ютери схильні до помилок, що робить поточні прототипи нездатними працювати досить довго для досягнення практичних результатів.

Стратегія, розроблена дослідниками квантових обчислень для вирішення цього, покладається на виправлення квантової помилки, де інформація розповсюджується на багато кубітів (одиниці квантової інформації, подібно до класичних комп’ютерних бітів), що дозволяє ідентифікацію та компенсацію помилок, не пошкоджуючи обчислення. Накладні витрати на Кубіти, необхідні в квантовій виправленні помилок, потенційно вводить більше помилок, ніж виправляє.

Як результат, досягнення операцій “нижче порогового значення” виявилося складним, коли некоректована швидкість помилок нижче критичного значення, яке необхідне для виправлення помилок для роботи за призначенням та експоненціально придушенням помилок.

Hartmut Neven та його колеги представляють новітнє покоління суперпровідної архітектури квантової обробки, що називається вербовою, яка здатна до виправлення квантової помилки нижче критичного порогу для конкретного підходу до виправлення квантової помилки, відомого як поверхневий код. Їх система працює до 1 мільйона циклів протягом декількох годин, одночасно розшифровуючи помилки в режимі реального часу та підтримуючи свою ефективність.

Автори виконують коди поверхні на 72-кратному процесорі та процесорі 105-кітаки. Кожен раз, коли відстань коду збільшується з 3 до 5 до 7, показник логічної помилки вдвічі зменшується. Це експоненціальне придушення логічних помилок утворює основу для запуску масштабних квантових алгоритмів з виправленням помилок, підсумовують автори.