Berbagai metode digunakan untuk memperbaiki kesalahan di komputer kuantum. Tidak semua operasi dapat diimplementasikan dengan baik dengan kode koreksi yang berbeda. Oleh karena itu, tim peneliti dari University of Innsbruck, bersama dengan tim dari RWTH Aachen dan Forschungszentrum Jülich, telah mengembangkan metode dan mengimplementasikannya secara eksperimental untuk pertama kalinya, dengan mana komputer kuantum dapat beralih bolak Dengan demikian melakukan semua operasi komputasi yang dilindungi terhadap kesalahan.
Komputer juga membuat kesalahan. Ini biasanya ditekan oleh tindakan teknis atau terdeteksi dan diperbaiki selama perhitungan. Dalam komputer kuantum, ini melibatkan beberapa upaya, karena tidak ada salinan yang dapat dibuat dari keadaan kuantum yang tidak diketahui. Ini berarti bahwa negara tidak dapat disimpan beberapa kali selama perhitungan dan kesalahan tidak dapat dideteksi dengan membandingkan salinan ini.
Terinspirasi oleh ilmu komputer klasik, Quantum Physics telah mengembangkan metode yang berbeda di mana informasi kuantum didistribusikan di beberapa bit kuantum yang terjerat dan disimpan secara berlebihan dengan cara ini. Bagaimana ini dilakukan didefinisikan dalam apa yang disebut kode koreksi. Pada tahun 2022, sebuah tim yang dipimpin oleh Thomas Monz dari Departemen Fisika Eksperimental di University of Innsbruck dan Markus Müller dari Departemen Informasi Kuantum di RWTH Aachen dan Peter Grünberg Institute di Forschungszentrum Jülich di Jerman menerapkan serangkaian operasi universal di Universal di Universal Operation pada kesalahan Forschungszentrum di Jerman menerapkan serangkaian Universal Universal di Universal Operasi pada kesalahan Forschungszentrum di Jerman menerapkan serangkaian universal di universal di Universal Operasi pada kesalahan Forschungszentrum di di Jerman menerapkan serangkaian Universal Universal di Universal Operasi pada kesalahan Forschungszentrum di di Jerman menerapkan serangkaian Universal Universal di Universal Operasi pada kesalahan Forschungszentrum di di Jerman menerapkan serangkaian universal di universal di universal Operation Operation On Fault -Toleran bit kuantum, menunjukkan bagaimana suatu algoritma dapat diprogram pada komputer kuantum sehingga kesalahan dapat diperbaiki secara efisien.
Namun, kode koreksi kesalahan kuantum yang berbeda juga datang dengan kesulitan yang berbeda. Teorema menyatakan bahwa tidak ada kode koreksi yang dapat mengimplementasikan semua operasi gerbang yang diperlukan untuk perhitungan yang dapat diprogram secara bebas dengan bit kuantum logis dengan mudah dan dilindungi terhadap kesalahan.
Gerbang kuantum direalisasikan dengan kode koreksi yang berbeda
Untuk menghindari kesulitan ini, kelompok penelitian Markus Müller telah menetapkan metode yang memungkinkan komputer kuantum untuk beralih bolak-balik antara dua kode koreksi dalam manne r yang toleran terhadap kesalahan. “Dengan cara ini, komputer kuantum dapat beralih ke kode kedua setiap kali gerbang logika yang sulit direalisasikan muncul dalam kode pertama. Ini membuatnya lebih mudah untuk mengimplementasikan semua gerbang yang diperlukan untuk komputasi,” jelas Friederike Butt, kandidat doktoral dalam kelompok penelitian Markus Müller.
Dia mengembangkan sirkuit kuantum yang menjadi dasar percobaan dan mengimplementasikannya dalam kolaborasi erat dengan kelompok penelitian Thomas Monz di Innsbruck. “Bersama -sama, kami telah berhasil untuk pertama kalinya dalam mewujudkan serangkaian gerbang kuantum universal pada komputer kuantum perangkap ion menggunakan dua kode koreksi kesalahan kuantum gabungan,” kata kandidat PhD, Ivan Pogorelov dari kelompok penelitian Innsbruck.
“Hasil ini didasarkan pada bertahun -tahun kolaborasi yang baik dengan tim Markus Müller,” kata Thomas Monz, yang mengenal fisikawan teoretis dari studi doktoralnya di University of Innsbruck.
Temuan penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature Physics.
Publikasi: Peralihan kode toleran kesalahan eksperimental. Ivan Pogorelov, Friederike Butt, Lukas posler, Christian D. Marciniak, Philipp Schindler, Markus Müller, dan Thomas Monz. Fisika Alam 2025. Dua: 10.1038/S41567-024-02727-2
