IBM’in en son başarılarına içeriden bir bakışla kuantum hata düzeltmenin sınırlarını genişletiyoruz

Kısa özet

• IBM’den bilim insanları Ted Yoder ve Sergey Bravi, ölçeklenebilirliği ve pratikliği geliştirmek için düşük yoğunluklu eşlik kontrolü (LDPC) kodlarına odaklanarak kuantum hata düzeltmesinde önemli ilerleme kaydetti.
• Yaklaşımları, daha az fiziksel kübit ile yüksek bir hata eşiğine ulaşıyor ve yüzey kodları gibi geleneksel yöntemlere kıyasla kuantum hata düzeltmesini daha verimli hale getiriyor.
• Bu atılım, kuantum hesaplamanın kapsamını genişletmek ve onu gerçek dünya uygulamalarına yaklaştırmak açısından çok önemli.

Açık Son bölüm Crosstalk podcast’inde, bu alanda önde gelen IBM bilim insanları Ted Yoder ve Sergey Bravi, kuantum hesaplamadaki hata düzeltme sorununu tartışıyorlar. Son gönderileri, Yüksek eşikli, düşük maliyetli, hataya dayanıklı kuantum belleğiBu, kuantum hata düzeltmesinin gerçek dünya uygulamaları için daha ölçeklenebilir ve daha pratik hale getirilmesinde büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Kuantum hesaplama hata düzeltmesi son derece karmaşıktır çünkü kübitler çok hassastır ve çevreden gelen girişim nedeniyle hataya açıktır. Düşük yoğunluklu eşlik kontrolü (LDPC) kodları, yüksek hata düzeltme eşiklerine izin verirken hata düzeltme yükünü azaltma umudu sunar. Yoder ve Bravi’nin bu çalışması LDPC’ye odaklanıyor.

Bravi, “Kuantum hata düzeltmenin asıl amacı, oluştukları fiziksel kübitlerden çok daha iyi korunan mantıksal kübitler oluşturmaktır” diye açıkladı. Yaklaşımları “kuantum durumlarını kodlayacak şekilde fazlalık getirerek, ölçebileceğimiz ve düzeltebileceğimiz kübitler arasında korelasyonlara yol açacak” diye ekledi.

Makaledeki LDPC kodları, yaklaşık %0,7’lik yüksek bir hata eşiği sunuyor; bu, yaygın olarak kullanılan yüzey kodlarıyla karşılaştırılabilir ancak çok daha az fiziksel kübit içeriyor. Yoder, “Bu LDPC kodları, bir kat daha az fiziksel kübit kullanırken aslında yüzey koduyla karşılaştırılabilir mantıksal hata oranlarına sahip olabilir” dedi.

Kuantum hesaplamadaki kritik bir zorluk, etkili hata düzeltmesi için gereken çok sayıda fiziksel kubit olmuştur. Yüzey kodları gibi geleneksel yöntemler, az sayıda mantıksal kübiti korumak için binlerce fiziksel kübit gerektirir ve bu da ölçeklenebilirliği engellemektedir. Bravi ve Yoder’in çalışması, daha az sayıda fiziksel kübitin içine daha fazla mantıksal kübit sığdıran kodlar geliştirerek bu sorunu ele alıyor.

Yoder, “Bu LDPC kodları, yüzey kodlarına benzer performansı ancak çok daha düşük bir maliyetle elde edebilir; bu da kuantum bilgisayarların ölçeğinin büyütülmesi için kritik öneme sahiptir” dedi.

Kuantum hesaplama gelişmeye devam ettikçe ölçeklenebilir ve etkili hata düzeltme ihtiyacı giderek daha acil hale geliyor. Pravi geleceğe yönelik vizyonlarını paylaştı: “Bu kodlar üzerinde çalışmaya devam ediyoruz ve ben kişisel olarak şifre çözme algoritmalarını geliştirmekle çok ilgileniyorum. Bir kuantum kodunun performansı, büyük ölçüde şifre çözme algoritmanızın ne kadar iyi olduğuna bağlıdır.”

O halde bu, kuantum hesaplamayı erişilebilirlik ve güvenilirliğe büyük bir adım daha yaklaştıracak ve gerçek dünyadaki uygulamalarının önünü açabilecek çok önemli bir adımdır.

Öne çıkan görsel: Telif hakkı: IBM