Quantinuum знизила помилки логічних кубітів приблизно у 12 разів
Quantinuum показала зниження помилок логічних кубітів приблизно у 12 разів із ростом коду корекції помилок.
Компанія Quantinuum на квантовому процесорі Helios продемонструвала зниження частоти помилок логічних кубітів приблизно у 12 разів із кожним збільшенням розміру коду корекції помилок. Як повідомляє Ars Technica, результат отримали на системі із захопленими іонами, де кубіти кодувалися у 13, 37 та 73 фізичних кубітах.
Логічні кубіти об’єднують фізичні кубіти так, щоб виявляти й виправляти помилки під час обчислень. Зі збільшенням кількості фізичних кубітів у такій конструкції зростає здатність системи розпізнавати одночасні помилки, однак самі фізичні кубіти також схильні до збоїв. Практичне значення має ситуація, коли додавання кубітів знижує, а не підвищує рівень помилок.
Результати тесту пам’яті
У першому експерименті дослідники перевіряли, наскільки надійно логічний кубіт може зберігати квантовий стан. Вони застосували кольоровий код корекції помилок із відстанями три, п’ять і сім та провели 20 циклів корекції перед вимірюванням результату.
Для коду з відстанню три частота логічної помилки становила близько 5 × 10-4. За відстані п’ять вона знизилася приблизно до 4 × 10-5, а за відстані сім — до 5 × 10-6. За даними видання, це означає приблизно 12-разове поліпшення на кожному кроці збільшення відстані коду.
Операції між кубітами
Окремо Quantinuum перевірила помилки під час відносно простої двокубітної операції. Процесор Helios не може одночасно розмістити два логічні кубіти з кодом відстані сім, тому в тесті порівнювали роботу фізичних кубітів із кольоровими кодами відстані три та п’ять.
Без корекції помилок частота збоїв двокубітної операції становила близько 10-3. Код відстані три не дав істотного поліпшення, тоді як код відстані п’ять знизив показник приблизно до 7 × 10-5. Для зменшення витоків — випадків, коли кубіт переходить у небажаний енергетичний стан, — компанія застосувала лазерну схему, що, за її даними, придушує такі помилки у 6,5 раза.
Helios переміщує іони кільцем і може подавати потрібні іони до зон вимірювання та операцій із лазерами. Така архітектура дає змогу заплутувати довільні пари іонів і реалізовувати різні коди корекції помилок. Водночас навіть найнижча продемонстрована частота логічних помилок ще недостатня для складних квантових алгоритмів.
