Quantinuum сообщила о масштабировании квантовой коррекции ошибок

Что произошло

Quantinuum объявила, что её текущее поколение квантового оборудования способно масштабировать коррекцию ошибок значительно дальше точки безубыточности. В этой точке добавление физических кубитов начинает улучшать, а не ухудшать характеристики логического кубита.

Компания сообщила, что увеличение размера логического кубита на каждом следующем этапе улучшало некоторые показатели производительности более чем в 10 раз.

Как работает коррекция ошибок

Логический кубит состоит из набора кубитов, хранящих данные, и другого набора, используемого для измерений. Эти кубиты связаны запутанными состояниями, а измерения формируют данные синдрома, по которым можно определить наличие ошибки, её расположение и характер.

У кодов коррекции ошибок есть параметр «расстояние» — приблизительная оценка того, сколько ошибок может произойти одновременно до отказа логического кубита. В некоторых семействах кодов увеличение размера требует добавления физических кубитов и одновременно повышает это расстояние.

Масштабирование проверяют, сравнивая уровень ошибок при разных расстояниях. В исходном описании приведены последовательные значения три, пять и семь.

Почему это важно

Для запуска сложных алгоритмов нужны очень низкие уровни ошибок. Если на каждом этапе масштабирования ошибка уменьшается примерно в 10 раз, нужного результата можно достичь за несколько шагов. При улучшении, близком к двукратному, потребовалось бы намного больше этапов.

Ранее демонстрации выхода за точку безубыточности показывали сравнительно небольшое улучшение. Поэтому для достижения уровней ошибок, необходимых сложным алгоритмам, могло потребоваться практически неосуществимое количество физических кубитов на один логический кубит.

Контекст

В квантовых системах добавление физических кубитов одновременно повышает вероятность обнаружить ошибку и увеличивает число потенциальных источников ошибок. Если исходная частота ошибок слишком высока, расширение логического кубита может ухудшить результат.

Quantinuum разрабатывает квантовые компьютеры на захваченных ионах. Последнее оборудование компании называется Helios.