Il computer quantistico Quantinuum utilizza i "bit quantistici logici" di Microsoft per eseguire 14.000 esperimenti senza errori

5 aprile 2024

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di Bob Yirka, Phys.org

Un team di ingegneri informatici della società di produzione di computer quantistici Quantinuum, lavorando insieme a informatici di Microsoft, ha trovato un modo per ridurre significativamente gli errori durante l'esecuzione di esperimenti su un computer quantistico. Il gruppo combinato ha pubblicato un documento che descrive il loro lavoro e i risultati sul server di preprint arXiv.

Gli informatici lavorano da diversi anni per creare un computer quantistico veramente utile in grado di raggiungere la supremazia quantistica. La ricerca ha fatto molta strada, la maggior parte della quale è stata coinvolta nell'aggiunta di più qubit.

Ma una tale ricerca è stata rallentata da un problema principale: i computer quantistici commettono molti errori. Per superare questo problema, i ricercatori stanno cercando modi per ridurre il numero di errori o correggere quelli che vengono fatti prima che vengano prodotti i risultati.

Una delle aziende che lavorano sulla riduzione degli errori è Microsoft, e il loro obiettivo principale è stato quello di progettare e utilizzare qubit quantistici logici attraverso quello che descrivono come "estrazione di sindrome attiva", dove vengono creati alcuni qubit logici utilizzando più qubit fisici. Il sistema nel suo complesso viene descritto dal team come un sistema di virtualizzazione dei qubit.

In questo nuovo sforzo, Microsoft ha collaborato con Quantinuum, un'azienda nel settore dell'hardware per computer quantistici. Quantinuum ha fornito il computer H2 (basato su qubit a trappola di ioni) e Microsoft ha aggiunto il software dei qubit logici. Insieme, hanno utilizzato 30 qubit fisici per creare quattro qubit logici.

Il software diagnostica gli errori e li corregge durante i calcoli senza distruggere i qubit logici tramite la sua tecnica di estrazione della sindrome attiva. La tecnica coinvolge l'apprendimento di dettagli sui qubit in merito al rumore, piuttosto che misurarli.

Insieme, il team di ricerca ha testato il loro approccio eseguendo 14.000 esperimenti sull'H2. Hanno scoperto che ha completato tutti senza produrre un singolo errore rilevabile. Ulteriori test hanno mostrato che il sistema aveva un tasso di errore di 1 su 100.000, che è circa 800 volte migliore rispetto all'obiettivo dello stesso computer quantistico senza i qubit logici di Microsoft.

Dopo aver completato i test, Microsoft ha sostenuto che il team aveva creato un computer quantistico di Livello 2, cioè un computer che ha un tasso di errore ragionevolmente basso e può essere ampliato.

Informazioni sulla rivista: arXiv

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