Ученые впервые осуществили телепортацию логического кубита, используя методики, обеспечивающие устойчивость к ошибкам. Решение было найдено для процессора, основанного на захваченных ионах.
Значительным препятствием на пути к созданию квантового компьютера, пригодного для практического применения, является подверженность вычислений ошибкам. Для уменьшения количества этих ошибок был разработан подход, основанный на логических кубитах — системах, которые объединяют несколько физических кубитов для кодирования данных.
Логические кубиты обладают повышенной устойчивостью к ошибкам, поскольку они менее восприимчивы к шумам и способны использовать код для коррекции вычислительных ошибок. Однако, ключевым препятствием для их практического применения остается потребность в передаче данных посредством квантовой запутанности.
Телепортация кубита — это процесс передачи информации, которая содержится в кубите и представлена его квантовым состоянием. Передача информации, закодированной в логическом кубите, является значительно отличается от того же процесса для обычного.
Команда инженеров и физиков из компании Quantinuum, компания, специализирующаяся на квантовых вычислениях, успешно осуществила телепортацию логического кубита. Для проведения исследования использовался H2-процессор, разработанный специалистами компании и основанный на захваченных ионах, который позволяет передавать квантово закодированные данные с использованием запутанных физических кубитов.
Чтобы провести телепортацию, исследователи из Quantinuum опробовали два метода: трансверсальный и метод «хирургии решетки». Трансверсальный подход состоит в добавлении операций к нескольким кубитам одновременно, что ускоряет процесс телепортации. Метод «хирургии решетки» предполагает манипуляции с границами кубитов для выполнения операций — это позволяет обеспечить совместимость между архитектурами.
Оба метода телепортации логических кубитов были признаны исследователями пригодными, однако для достижения точного результата каждый из них требует определенных дополнительных действий. Специалисты использовали декодирование в реальном времени с применением кода Стина ( Steane code) это позволило впервые продемонстрировать телепортацию логических кубитов, используя методы, обеспечивающие устойчивость к ошибкам, и предусмотрев четыре этапа для исправления возникающих дефектов.
Работа команды Quantinuum стала еще одним важным шагом на пути к созданию настоящего квантового компьютера. Группа опубликовала статью об использованной установке, методе телепортации и достигнутой точности в журнале Science.