L'ordinateur quantique Quantinuum utilisant les 'bits quantiques logiques' de Microsoft effectue 14 000 expériences sans aucune erreur

5 avril 2024

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par Bob Yirka, Phys.org

Une équipe d'ingénieurs en informatique du fabricant d'ordinateurs quantiques Quantinuum, travaillant avec des informaticiens de Microsoft, a trouvé un moyen de réduire considérablement les erreurs lors de l'exécution d'expériences sur un ordinateur quantique. Le groupe combiné a publié un document décrivant leur travail et leurs résultats sur le serveur de pré-impression arXiv.

Les informaticiens travaillent depuis plusieurs années à construire un ordinateur quantique véritablement utile qui pourrait atteindre la suprématie quantique. La recherche a fait beaucoup de chemin, dont la majeure partie a impliqué l'ajout de plus de qubits.

Mais cette recherche a été entravée par un problème principal : les ordinateurs quantiques font beaucoup d'erreurs. Pour surmonter ce problème, les chercheurs cherchent des moyens de réduire le nombre d'erreurs ou de corriger celles qui sont faites avant que les résultats ne soient produits.

L'une des entreprises qui travaillent à réduire les erreurs est Microsoft, et leur principal centre d'intérêt a été de concevoir et d'utiliser des bits quantiques logiques à travers ce qu'ils décrivent comme « l'extraction active du syndrome » - où quelques qubits logiques sont créés en utilisant plusieurs qubits physiques. L'équipe décrit le système dans son ensemble comme un système de virtualisation de qubits.

Dans ce nouvel effort, Microsoft s'est associé à Quantinuum, une entreprise du domaine du matériel informatique quantique. Quantinuum a fourni l'ordinateur H2 (basé sur des qubits à piège à ions) et Microsoft a ajouté le logiciel de qubit logique. Ensemble, ils ont utilisé 30 qubits physiques pour créer quatre qubits logiques.

Le logiciel diagnostique les erreurs et les corrige pendant que les calculs sont en cours sans détruire les qubits logiques grâce à sa technique d'extraction active du syndrome. La technique consiste à apprendre des détails sur les qubits concernant le bruit, plutôt que de les mesurer.

Ensemble, l'équipe de recherche a testé leur approche en exécutant 14 000 expériences sur le H2. Ils ont constaté qu'il a terminé toutes ces expériences sans produire une seule erreur détectable. Des tests supplémentaires ont montré que le système avait un taux d'erreur de 1 sur 100 000, soit environ 800 fois mieux que ce qu'a réalisé le même ordinateur quantique sans les qubits logiques de Microsoft.

Après la fin des tests, Microsoft a soutenu que l'équipe avait créé un ordinateur quantique de niveau 2, c'est-à-dire un ordinateur qui a un taux d'erreur raisonnablement faible et qui peut être augmenté.

Informations sur la revue : arXiv

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