Команда инженеров и физиков из компании квантовых вычислений Quantinuum провела первую в истории телепортацию логического кубита с использованием отказоустойчивых методов. В своей статье, опубликованной в журнале Science, группа описывает использованные ими методы настройки и телепортации, а также точность, достигнутую каждым из них.
Одним из основных препятствий в разработке действительно пригодного к использованию квантового компьютера была тенденция квантовых компьютеров к ошибкам при работе над решениями. Одним из подходов к уменьшению ошибок является введение логических кубитов, которые могут быть использованы на нескольких физических кубитах.
В рамках новой разработки исследовательская группа использовала квантовый процессор на основе захваченных ионов, который позволял передавать квантово-кодированные данные с использованием запутанных физических кубитов.
Причина, по которой логические кубиты могут быть менее подвержены ошибкам, чем физические кубиты, заключается в том, что они не подвержены шуму и могут быть закодированы с использованием кода с исправлением ошибок. Проблема использования логических кубитов заключается в телепортации информации с использованием квантовой запутанности. Чтобы достичь своего результата, исследователи из Quantinuum испробовали два метода: «трансверсальную» и «решёточную хирургию».
Трансверсальный подход включал добавление операций к более чем одному кубиту одновременно. Это позволяло манипулировать процессом, что в свою очередь приводило к более быстрой телепортации. Подход решёточной хирургии включал манипулирование границами кубитов как способ выполнения операций — он предпочтителен при попытке сделать процедуры более совместимыми между архитектурами.
Исследователи обнаружили, что любой из подходов был жизнеспособным в качестве средства транспортировки логических кубитов, но у них также были свои недостатки. Например, подход решёточной хирургии оказался менее точным, чем трансверсальный подход.
Исследовательская группа использовала декодирование в реальном времени (с использованием кода Стина) в качестве средства для применения исправления ошибок в четырёх точках процесса телепортации, впервые продемонстрировав телепортацию логических кубитов с использованием отказоустойчивых методов.