Les ordinateurs quantiques franchissent une étape majeure avec une percée dans la correction des erreurs

Les ordinateurs quantiques franchissent une étape majeure avec une percée dans la correction des erreurs

Horodatage: 4 avril 2024 5h26
Les ordinateurs quantiques franchissent une étape majeure avec la percée de la correction d'erreurs PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Pour que les ordinateurs quantiques passent du statut de curiosité de recherche à celui de dispositifs pratiques, les chercheurs doivent maîtriser leurs erreurs. De nouvelles recherches menées par Microsoft et Quantinuum ont désormais franchi une étape majeure dans cette direction.

Les ordinateurs quantiques d'aujourd'hui sont fermement coincés dans l’ère du « quantum bruyant à échelle intermédiaire » (NISQ). Même si les entreprises ont connu un certain succès en matière de cordage un grand nombre de qubits ensemble, ils sont très sensibles au bruit qui peut rapidement dégrader leurs états quantiques. Cela rend impossible la réalisation de calculs comportant suffisamment d’étapes pour être utiles dans la pratique.

Même si certains ont affirmé que ces dispositifs bruyants pourraient encore être utilisés en pratique, le consensus est que les systèmes de correction d'erreurs quantiques seront essentiels pour que tout le potentiel de la technologie soit exploité. Mais la correction des erreurs est difficile dans les ordinateurs quantiques car la lecture de l’état quantique d’un qubit provoque son effondrement.

Les chercheurs ont trouvé des moyens de contourner ce problème en utilisant des codes de correction d’erreurs qui répartissent chaque bit d’information quantique sur plusieurs qubits physiques pour créer ce que l’on appelle un qubit logique. Cela assure la redondance et permet de détecter et de corriger les erreurs dans les qubits physiques sans impacter les informations dans le qubit logique.

Le défi est que, jusqu’à récemment, on supposait qu’il faudrait environ 1,000 XNUMX qubits physiques pour créer chaque qubit logique. Les plus grands processeurs quantiques actuels ne disposent que d’un nombre équivalent de qubits, ce qui suggère que créer suffisamment de qubits logiques pour des calculs significatifs était encore un objectif lointain.

Cela a changé l'année dernière lorsque des chercheurs de Harvard et de la startup QuEra ont montré qu'ils pouvaient générer 48 qubits logiques sur seulement 280 physiques. Et maintenant, la collaboration entre Microsoft et Quantinuum est allée plus loin en montrant qu'ils peuvent non seulement créer des qubits logiques, mais aussi les utiliser pour réduire les taux d'erreur d'un facteur 800 et réaliser plus de 14,000 XNUMX routines expérimentales sans la moindre erreur.

"Ce que nous avons fait ici me donne la chair de poule", Krysta Svore de Microsoft dit New Scientist. « Nous avons montré que la correction d’erreurs est reproductible, efficace et fiable. »

Les chercheurs travaillaient avec le processeur quantique H2 de Quantinuum, qui repose sur la technologie des ions piégés et est relativement petit avec seulement 32 qubits. Mais en appliquant des codes de correction d'erreurs développés par Microsoft, ils ont pu générer quatre qubits logiques qui ne rencontraient une erreur que toutes les 100,000 XNUMX exécutions.

L'une des plus grandes réalisations, note l'équipe Microsoft dans un blog, était le fait qu'ils étaient capables de diagnostiquer et de corriger les erreurs sans détruire les qubits logiques. C'est grâce à une approche connue sous le nom d'« extraction du syndrome actif » qui est capable de lire des informations sur la nature du bruit impactant les qubits, plutôt que sur leur état, Svore dit IEEE Spectrum.

Cependant, le système de correction d'erreurs avait une durée de conservation. Lorsque les chercheurs ont effectué plusieurs opérations sur un qubit logique, suivies d'une correction d'erreur, ils ont constaté qu'au deuxième tour, les taux d'erreur n'étaient que la moitié de ceux trouvés dans les qubits physiques et qu'au troisième tour, il n'y avait aucun impact statistiquement significatif.

Aussi impressionnants que soient les résultats, l'équipe Microsoft souligne dans son article de blog que la création d'ordinateurs quantiques véritablement puissants nécessitera des qubits logiques qui ne commettent des erreurs qu'une fois tous les 100 millions d'opérations.

Quoi qu’il en soit, le résultat marque une avancée considérable dans les capacités de correction d’erreurs, comme le prétend Quantinuum dans un communiqué de presse représente le début d’une nouvelle ère dans l’informatique quantique. Bien que cela puisse paraître un peu rapide, cela suggère certainement que les délais fixés pour atteindre l'informatique quantique tolérante aux pannes devront peut-être être mis à jour.

Crédit image: Ordinateur quantique Quantinuum H2 / Quantinuum

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