Стартап поместил логический кубит в единое аппаратное обеспечение.

Компания Nord Quantique продемонстрировала, что один элемент аппаратного обеспечения может поддерживать логический кубит с обнаружением ошибок, используя две квантовые частоты внутри одного резонатора. Этот прорыв имеет потенциал значительно снизить аппаратные требования к квантовой коррекции ошибок и обеспечить более компактные и эффективаные архитектуры квантовых вычислений.

Компания провела два эксперимента с новым аппаратным обеспечением. Во-первых, она выполнила несколько раундовов обнаружения ошибок на данных, хранящихся в логическом кубите, по сути, тестируя его способность функционировать как квантовая память и сохранять хранящуюся в ней информацию. Без коррекции ошибок система быстро деградировала, с вероятностью ошибки в каждом раунде измерения около 12 процентов. К 25-му измерению почти все экземпляры уже столкнулись с ошибкой.

Во второй раз компания повторила процесс, отбрасывая любые экземпляры, в которых произошла ошибка. В почти каждом случае это означало, что результаты отбрасывались задолго до того, как было выполнено два десятка раундов измерений. Но на этих более поздних этапах ни один из оставшихся экземпляров не находился в ошибочном состоянии. Это указывает на то, что успешная коррекция ошибок – которую команда не пыталась выполнить – могла бы исправить все обнаруженные проблемы.

Несколько других компаний уже проводили эксперименты, в которых обнаруживались – и исправлялись – ошибки. В некоторых случаях компании даже выполняли операции с логическими кубитами, хотя это и не были сложные вычисления. Nord Quantique, напротив, демонстрирует работу только одного логического кубита, поэтому даже протестировать операцию двухкубитной логической операции с использованием описанного ею аппаратного обеспечения невозможно. Таким образом, просто возможность выявления возникновения ошибок не является передовым достижением.

Все остальные компании требуют несколько аппаратных кубитов для поддержки одного логического кубита. Поскольку создание большого количества аппаратных кубитов является постоянной проблемой, большинство исследователей планируют минимизировать количество аппаратных кубитов, необходимых для поддержки логического кубита – некоторая комбинация высококачественного аппаратного обеспечения, хитроумной схемы коррекции ошибок и/или аппаратной особенности, которая перехватывает наиболее распространенные ошибки. Подход Nord Quantique можно рассматривать как крайний конец спектра решений, где количество необходимых аппаратных кубитов просто равно одному. С точки зрения Nord Quantique, это существенно, поскольку это означает, что их аппаратное обеспечение в конечном итоге займет меньше места и будет иметь более низкие требования к питанию и охлаждению, чем у некоторых из их конкурентов. (Другое оборудование, такое как нейтральные атомы, требует большого количества лазеров и высокого вакуума, поэтому потребности трудно сравнивать.) Но это также означает, что если станет технически сложно заставить большое количество кубитов работать как единое целое, подход Nord Quantique в конечном итоге может помочь нам преодолеть некоторые из этих ограничений.