Una nueva investigación de Alice & Bob muestra las capacidades de Cat Qubits para la corrección y prevención de errores

Debido a la fragilidad de los sistemas de computación cuántica, los errores pueden ser bastante frecuentes. Las empresas cuánticas de todo el mundo están desarrollando métodos para evitar errores o hacer que el hardware sea más resistente a los errores. Si bien muchas de estas empresas se centran en ruido, alicia y bob, una empresa cuántica con sede en París, en cambio, está analizando los qubits. La compañía está desarrollando lo que se conoce como cat qubits, estos componentes primarios pueden ser la clave para combinar la prevención y corrección de errores; a documento reciente por el equipo de Alice & Bob muestra que los qubits de gato ofrecen una posible solución a estos problemas. “Estos qubits pertenecen a la clase bosónica de qubits”, explicó Jérémie Guillaud, el Jefe de Teoría de la empresa. “Esta clase de qubits es única porque tienen una estructura matemática específica que brinda espacio para proteger cualquier información cuántica que esté codificada”. Debido a las propiedades únicas de estos qubits de gato, los investigadores de Alice & Bob tienen la esperanza de que su sistema pueda lograr avances significativos en la corrección y prevención de errores.

Uso de Cat Qubits para la prevención y corrección de errores

Guillaud cree que los cat qubits no solo son beneficiosos para la corrección de errores, sino que también pueden ayudar a diseñar un sistema teniendo en cuenta la prevención de errores. “Hay dos paradigmas en la comunidad actual”, explicó Guillaud. “El primero es mejorar el hardware sin corrección de errores. Esto tampoco significa prevención de errores, y generalmente se refiere a la NISQ era. El otro paradigma se centra en la corrección de errores y la prevención de errores del propio sistema. La corrección de errores, una vez operada por debajo de su umbral, le brinda una supresión potencial de la tasa de errores lógicos. Por lo tanto, puede obtener acceso muy rápidamente a tasas de error mucho más bajas”. Debido a que los expertos han pronosticado un aumento de valor de miles de millones de dólares para la computación cuántica después de la corrección de errores, existe un incentivo monetario para que la industria trabaje en el desarrollo de estos sistemas. Para hacerlo, Guillaud avanza al siguiente paso de esta investigación, probando la teoría en los laboratorios de Alice & Bob. “Para nuestros qubits de gato, el próximo gran hito es demostrar la protección de la información cuántica en escalas de tiempo macroscópicas (segundos/minutos/horas), donde actualmente está limitada a milisegundos como máximo en los mejores sistemas, siendo los microsegundos el estándar”, agregó. .

Alcanzando la corrección de errores

En su nuevo artículo, los investigadores de Alice & Bob descubrieron que, en teoría, al usar cat qubits, se necesitan menos qubits para la corrección de errores. Como dijo Guillaud; "En una computadora cuántica de tamaño completo, tendría algo así como el 90% de los qubits que solo serían para controlar la propagación de errores, y solo el 10% de los qubits de alguna manera harían el trabajo de realizar el cálculo". Esto significa que solo una fracción del poder de cómputo de una computadora cuántica se enfoca en el análisis real, lo que hace que la máquina sea bastante ineficiente. El número actual de qubits necesarios para mitigar la corrección de errores es de alrededor de 20 millones, que según explicó Guillaud, era el número Google estaba trabajando. Pero con su equipo, Guillaud pudo reducir ese número a solo 350,000 XNUMX qubits, lo que hizo que todo el sistema cuántico fuera más manejable y asequible. Esto tiene enormes implicaciones para aquellos que buscan desarrollar protocolos de corrección de errores. Con menos qubits necesarios en el sistema, se producirán menos interferencias entre los qubits, lo que facilitará que una empresa amplíe el hardware.

Kenna Hughes-Castleberry es redactora de Inside Quantum Technology y comunicadora científica en JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus ritmos de escritura incluyen tecnología profunda, metaverso y tecnología cuántica.

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• Fuente: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/new-research-from-alice-bob-shows-abilities-of-cat-qubits-for-error-correction-and-error-prevention/